H3ロケット開発にも活躍? 積層造形へ取り組むIHI:金属3Dプリンタ
IHIは、「国際航空宇宙展2018東京」(2018年11月28〜30日、東京ビッグサイト)に出展し、航空機用ジェットエンジンやH-IIAロケットなどに用いられる各種部品の展示や、金属積層造形(AM:Additive Manufacturing)に対する取り組みを紹介した。
IHIは、「国際航空宇宙展2018東京」(2018年11月28〜30日、東京ビッグサイト)に出展し、航空機用ジェットエンジンやH-IIAロケットなどに用いられる各種部品の展示や、金属の積層造形(AM:Additive Manufacturing)に対する取り組みを紹介した。
航空宇宙産業に最適なAM
ジェットエンジンやロケットエンジンの開発において、IHIが得意とするタービンやファンモジュール、ターボポンプなどの回転部品はエンジンの性能に深く関わる中核部品だ。これら部品では高い性能と信頼性が求められると同時に、昨今ではコスト削減に対する要求が高まってきたという。
AMの活用によって、製造過程の工数削減と従来では実現不可能だった設計を採用できるため、高性能化と高信頼性の両立が可能であるが、加工スループットの低さはAMの課題として挙げられる。
しかし、「H-IIAなどのロケットでは月に1台程度しか製造しないため、設計変更に対して柔軟に対応できるAMのほうが短納期になる」(IHI担当者)とし、「AMは一品ものを作る製造技術としてみるとペイできない技術だが、AMを用いた最適な設計と組み合わせることで航空宇宙産業を大きく革新できる技術」と有用性を見出した。そこで、同社では2013年より金属3Dプリンタを導入し、航空宇宙用部品に向けたAM技術研究に取り組んできた。
同社では、AMを活用するほとんどの場合でパウダーベッド方式を採用。その他の造形方式については、「パウダーフィード方式は修理で用いる場合が多い。バインダージェット方式は低コストが魅力だが、特に大物部品で寸法精度の低下が問題となるので現時点では航空宇宙部品には向かないのではないか」と見ている。
顧客向け部品におけるAMの活用時期について、同社担当者は「研究部門では航空向けで5年以内、宇宙向けではもう少し短い期間で実現したい」と話し、「H3ロケットではコスト削減の要求が高いので、(同ロケットの開発に)AMの活用も視野に入れている」とした。
関連記事
- フィン造形やギア加工が1台で! ハイブリッド複合加工機の魅力
ヤマザキマザックは、「第29回日本国際工作機械見本市(JIMTOF2018)」(2018年11月1〜6日、東京ビッグサイト)において、青色レーザーを用いた金属積層造形、摩擦撹拌(かくはん)接合、ギア加工・計測機能を備えた“ハイブリッド”複合加工機をそれぞれ展示し、同社が持つ工程集約技術を訴求した。 - DMG森精機がパウダーベッド方式の金属3Dプリンタに参入
DMG森精機は、強化を進めている積層造形技術において、ドイツのREALIZERを子会社化し、パウダーベッド方式の金属3Dプリンタに参入する。 - 開発期間を従来の半分にしたIHIのCAE実践――ロケットエンジン設計から生まれた「TDM」
IHIでは多目的トレードオフ設計手法などを活用して、設計工程において後戻りが起きない仕組みを構築している。このベースとなるのは、「設計変更のたびに最適解を求めるのではなく、既に求めた解から最適解を選ぶ」という考え方だ。この手法は後戻りをなくす他にも、さまざまな面でメリットをもたらした。 - 3Dプリンティング技術を育てるために重要なこと
アメリカの航空宇宙・防衛企業のオービタルATKは、3Dプリンティング技術の健全な発展のためには、単に装置を購入するだけではなく、3Dプリンタメーカーとの共同開発や、教育・研究機関、ベンチャーの支援など積極的に周囲を巻き込んで行動することが重要だという。 - 「受注生産」から「ライン生産」へ、新ロケット「H3」は商業市場に食い込めるか
宇宙航空研究開発機構(JAXA)が新型基幹ロケット「H3」の概要を公開した。シミュレーション解析や民生部品の活用などでコスト低減を進め、商業打ち上げ市場に食い込むべく「事業開発ロケット」と位置付けるが、官需からの脱却に成功するかは不透明だ。 - 「NX」からHPの“10倍速”3Dプリンタへ直接出力、ボクセル単位設計も視野
シーメンスPLMソフトウェアは、同社の3D CADツール「NX」で設計したデータを変換することなく、HPの産業用3Dプリンタ「HP Multi Jet Fusion」で直接出力するためのソフトウェアモジュール「NX AM for HP Multi Jet Fusion」を開発した。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.