Moi が MAMBO ヨットを発表: 3D プリントで大型オフショアボートの建造をテスト

はじめに： 2021年5月14日、Antarctic Bearは、イタリアのMoi Composites社が3Dプリントヨット「MAMBO」を発売し、ボート業界でのカスタマイズと自動化生産のための連続繊維3Dプリント技術（CFM）の可能性を示したことを知りました。

△Moi Compositesが進水させたMAMBOボート、写真提供：Moi Composites Moi Composites（イタリア、ミラノ）は、2015年に連続繊維製造（CFM）プロセスの特許を申請して以来、プロペラブレードや義肢など、この堆積ベースの3Dプリント技術の一連の用途を模索してきました。 CFM の主な特徴には、Moi Composites のカスタム設計ソフトウェア、紫外線 (UV) 硬化、ロボットアームの使用、共同製造モデルなどがあります。

最近では、Moiは2020年10月のジェノバボートショーでMAMBOと呼ばれるデモ用モーターボートを正式に発表し、海洋構造物のより迅速でコスト効率が高く革新的な設計と製造のためのソリューションとしてCFMテクノロジーを披露しました。
△MAMBO が思い描いた複雑な形状を実現するために、Moi Composites とそのパートナーは、Autodesk ソフトウェアを使用して、ボートに搭載する 50 個の独立した 3D プリントコンポーネントを設計しました。
Moi Compositesの共同創設者であるガブリエーレ・ナターレ氏は、彼と共同創設者のミケーレ・トニッゾ氏が2017年にイタリアのジェノバボートショーでMAMBOのアイデアを思いついたと主張している。「トニッゾと私は、ますます創造的で革新的なボートが数多く設計されているものの、建造も試作もされていないことに気づきました。おそらく、大きくて複雑なグラスファイバー複合材の船体を建造するためのツール費用が高すぎ、製造ロジスティクスが複雑すぎるためでしょう」と、釣り愛好家の仲間であるナターレは語ります。「トニッゾのツール不要の連続ファイバー 3D 印刷技術が有益なソリューションになり得ると気づきました。そこから、私たちは計画を立て始め、ボート業界のパートナーと会い始めました。」

MAMBO は長さ 6.5 メートル、幅 2.5 メートル、正味重量は約 800 キログラムです。ナビゲーションシステム、コルクフロア、白い革張りのシート、115馬力のエンジンが装備されています。 Moi Composites は、海洋設計およびエンジニアリングスタジオ MICAD (イタリア、レッチェ) と協力し、ソニー・リーバイの有名なアルチディアヴォーロカタマランにインスピレーションを得て、有機的な形状を構造要素に取り入れた船舶の構造設計コンセプトを開発しました。コンポーネントの設計と流体力学解析には、Autodesk (米国カリフォルニア州サンラファエル) のソフトウェアが使用されました。

印刷と組み立て

「船体とデッキは、オーウェンスコーニング社（米国オハイオ州トレド）が供給した一方向（UD）連続ガラス繊維とビニルエステル樹脂を使用して印刷されました」とオーウェンスコーニング社の複合材科学技術担当副社長、アン・バーセロー博士は述べています。「当社の製品は革新的な製造プロセスに完全に適合しており、機械的特性が明らかに向上しています。」

△Moi Compositesの連続繊維製造3Dプリンター △Moi Compositesの連続繊維製造3Dプリンター上のKUKAロボットアーム。Moi Compositesの堆積ベースのUV硬化CFM技術、ロボットアーム、デジタル設計ソフトウェアを使用して、部品はMoiのミラノ工場と英国にあるパートナーのAutodeskの高度製造施設間で印刷されました。この船は50個の個別印刷部品として設計され、その半分はMoi Compositesのミラノ工場で印刷され、残りの半分は英国バーミンガムにあるパートナーのAutodeskの高度製造施設（ACF）で印刷されました。 Moi Composites の堆積ベースの CFM 3D 印刷技術は、その場で硬化させるためにプリントヘッドの隣に UV ランプを備えており、両方の工場で KUKA デュアルロボットが使用されています。「私たちは、共有のクラウドベースのファイルプラットフォームでプロファイルをセグメント化し、その生産を追跡しました」とナターレ氏は言います。「この方法で、すべての部品の合計印刷時間は約 2 か月で、ボート全体を素早く印刷することができました。」

印刷された部品は組み立てのためイタリアのミジャーノにあるキャットマリンの造船所に出荷されました。 Moi Composites のビジネス戦略責任者である Merry Le 氏は、次のように述べている。「各コンポーネントはレゴブロックのようにはめ込まれ、その後接着剤で結合されます。その後、船体全体に、追加のグラスファイバー/ポリエステル層と PVC 中間層を手作業で積層します。これは、最終的なボートの構造的連続性を持たせるために行われます。」同氏はさらにこう付け加えた。「いつか、6.5メートルのボート全体を一度に3Dプリントできる機械が登場するかもしれません。現在は、積層造形と従来型製造のハイブリッドプロセスです。」船体とデッキが完全に組み立てられ、研磨され、接着された後、Moi Composites のパートナーは、スラスター、ナビゲーション、およびその他のシステムを構造に装備して船を完成させました。

組み立てと仕上げ

△印刷後、すべての部品は組み立てのためイタリアのミッジャーノにあるキャットマリンの造船所に送られました。△3Dプリントされた50個のグラスファイバー部品が化学的に結合されました。△追加のグラスファイバー/ポリエステル層が3Dプリントされた構造コアに手作業で積層され、仕上げとゲルコーティングが行われました。△完成したボートのクローズアップ
MAMBOのその後の製造工程

2020年秋、MAMBOは予備的な海上試験と安定性試験を実施し、船は最高速度26ノットに達しました。パンデミックにより多くの長距離試験が遅れているが、モイ・コンポジッツ社は船舶の認証取得に向けて2021年夏に海上試験を継続する予定だ。「オートデスクなどのパートナーと共同で、今後の展示会で MAMBO を展示し、CFM テクノロジーの可能性を実証したいと考えています」と Le 氏は述べています。
△完成したMAMBOヨット材料面では、オーウェンス・コーニングのベルセロー氏は、このプロジェクトが複合材料におけるガラス繊維の新しいプロセスの応用に関するケーススタディとなることを期待している。「この技術は、熱硬化性複合材の利点と付加製造の可能性を組み合わせ、ツールなしで完全な自由形状を実現し、少量生産やカスタマイズされた部品を生産します」と彼女は述べた。「Moiとのこのコラボレーションは、オーウェンスコーニングとスタートアップ企業のコラボレーション、およびグラスファイバー技術を応用して顧客にソリューションを提供する当社の能力の一例です。」

Moi Composites は、MAMBO に加えて、その技術のスピード、汎用性、柔軟性を他の海洋およびオフショアプロジェクトにも拡張したいと考えています。「積層造形、デジタル化、自動化を組み合わせることで、新しいコンセプトや未来的なプロジェクトの作成をスピードアップできます。設計したいボートごとに新しい金型を作成する必要がないためです。このテクノロジーを使用すると、3D モデルを簡単に修正し、再度印刷することができます。これは、短期的または 1 回限りのコンセプトボートに特に適しています」とナターレ氏は指摘します。

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