「ビッグマック」フックは最大350トンまで荷重できます！ Huisman の 3D プリントクレーンフックは従来の鋳造品より優れている

2021年7月15日、南極熊は、重機メーカーのHuismanが最近、3Dプリントフックのテスト実験を完了したことを知りました。同社は3Dプリント技術を使用して、それぞれ最大350トンの荷物を持ち上げることができる4つの大型クレーンフックを製造しました。
さらに、この頑丈なフックは、大きさが約 1.7 x 1.3m、重さが 1,700kg あり、ロイド船級協会の認定を受けており、従来の設計の 9 倍の大きさです。ヒュースマン氏は、3Dプリント技術は鋳造や鍛造などの従来の技術よりも効率的だと述べた。部品の納期を短縮するだけでなく、積層造形（AM）技術は関連する生産コストも削減できる。
△フイスマンの3Dプリントクレーンフック（写真）は、第1世代製品より9倍の大きさです。写真はHouthmanから提供されたものです。
Huisman と付加製造<br /> Huisman は、オランダを拠点とし、土木、再生可能エネルギー、レジャー、石油・ガス業界の顧客向けに産業機器を製造する企業です。同社は過去 5 年間、ワイヤアーク積層造形 (WAAM) によるクレーンフックの製造の可能性を模索しており、従来のものより性能が優れている強化設計を生み出す計画を立てています。
2018年1月、フイスマンは初めて1,000kgの鋼鉄フックの荷重テストに成功し、一度に最大80トンの積荷を運搬できることを証明した。その後、フイスマン氏は、Autodesk、DNV GL、BureauVeritas、ABS、Voestalpine Böhler Welding で構成される投資グループに加わり、積層技術を使用して世界で最も重いスチールフックを製造する計画を立てました。
その後すぐに、Huisman は 36,000 kg フックの大型バージョンを 3D プリントすることに成功し、これはアメリカ船級協会 (ABS) の認定を受け、OOS Serooskerke 半潜水型クレーンに設置されました。このフックは最終用途に到達した最初の製品であると考えられており、海洋およびオフショア産業における 3D プリント部品の採用における大きな前進と見なされています。
△ Huisman の最初の WAAM 3D プリントクレーンフックは、80 トンまでの荷重テストを受けました。写真提供：Huisman
海運分野での 3D プリントの拡大<br /> 以前のモデルと同様に、Huisman の最新のフックは WAAM によって 3D プリントされた高品質の引張鋼で作られていますが、今回は元のサイズの 9 倍に拡大されています。その結果、ロイドレジスターが実施した予備テストでは、約 90 キロメートルの溶接ワイヤで構成される各荷役装置は、350 トンという驚異的な吊り上げ能力を発揮しました。
Huisman 氏によると、3D プリントを使用して大型部品を製造すると、鋳造や鍛造の設備では実現が難しい、一貫した内部品質レベルを維持できるという。「フックの鍛造コストは、特に標準外の寸法を持つ複雑な部品の場合、サイズに応じて飛躍的に増加します」と、テストプロジェクトのコーディネーターであるダニエル・ビレック氏は説明する。
同氏はさらに次のように付け加えた。「フックを鋳造で製造した場合、内部品質の不一致により納期が長くなる可能性があります。こうしたことから、AM技術を使用してフックを製造するというアイデアが生まれました。これはいわゆるWAAM方式です。3Dプリント製品の研究、開発、テストを5年間続けた結果、この革新的な方法を使用して高品質のフックを製造するために必要な専門知識を獲得しました。クレーンフックは、オフショア産業の重量物用クレーンに通常提供されるタイプの製品であり、当社の主力製品の一つです。」
また、フイスマン氏は、3Dプリント技術への切り替えによって生産工程をより細かく制御できるようになり、これまでは製造できなかったフックのデザインやパーソナライズされたカスタム素材が可能になったと述べた。これらの材料は必要な強度、延性、耐腐食性を備えているため、困難な重量物の持ち上げ作業を実行できる機器の製造に最適であり、3D プリントはこれを実現するのに役立ちます。
テストプログラムの最初の成功を受けて、Huisman 社は現在 3 台の溶接機を保有するチェコ共和国のスヴィアドノフの拠点で生産能力の拡大を継続する予定です。同社は、アップグレードした複合施設でWAAMを使用してさらに大きなフックを3Dプリントし、最大5,000kgの荷重容量を持つクレーンを作成することを目指しています。
WAAM技術の産業汎用性△アーク積層造形技術
WAAM テクノロジーは、実際には従来の溶接方法の原理といくつかの類似点があります。このテクノロジーは、要求の厳しい航空宇宙および海洋アプリケーションに対応できる非常に堅牢なコンポーネントの製造に使用できます。たとえば、フランスの防衛企業 Naval Group は、Centrale Nantes 工科学校と協力し、WAAM を使用して世界初の中空プロペラブレードを 3D プリントしました。
同様に、Damen Shipyards は、「WAAMpeller」と呼ばれる大型タグボートのプロペラを 3D プリントすることに成功しました。 RAMLAB、Promarin、Autodesk、Bureau Veritas の協力により作成された最終コンポーネントは、幅 1.35 メートル、重量 400 kg で、巧妙な張り出しを組み込んだ双曲面形状を特徴としています。
クランフィールド大学は WAAM の産業用アプリケーションの主要な推進者でもあり、同大学の WAAM 3D テクノロジーは過去数年間にわたり、さまざまな航空宇宙業界の顧客のニーズに対応してきました。 2019年に、同機関はBAEシステムズのユーロファイター用の戦闘機部品を3Dプリントし、タレス・アレニア・スペースと共同で他の試作部品もプリントした。

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