航空宇宙、サプライチェーンの問題、新しい3D印刷材料、TRUMPFからの対話

TRUMPFに入社する前、ElianaFuはRelativitySpaceの20人目の従業員であり、同社の最初の女性エンジニアでした。 現在、彼女はTRUMPF North Americaのレーザー部門の業界マネージャーであり、彼女の仕事は航空宇宙および医療市場での積層造形に焦点を当てています。

最近、TCTMagコンテンツディレクターのLauraGriffithsとMs.Eliana Fuは、サプライチェーンの柔軟性、新素材、航空宇宙が他の業界で積層造形の革新をどのようにリードできるかなど、積層造形技術の現状について詳細なコミュニケーションを行いました。このコミュニケーションは質疑応答の形で完了しました。主な内容は以下のとおりです。





Laura Griffiths：昨年、流行により、積層造形の役割を含む業界のサプライチェーンに関する議論が引き起こされました。アディティブマニュファクチャリングの柔軟性から、航空宇宙サプライチェーンのどの側面が恩恵を受けると思いますか？
高出力レーザーポインター
エリアナ・フー：以前の流行とスエズ運河の危機の間、サプライチェーンの問題が業界に重大な影響を与えることがわかります。特に、単一の供給元からの長期的なコンポーネントまたは材料の場合、企業がサプライチェーンの問題に十分な注意を払っていなければ、結果を想像することができます。



アディティブマニュファクチャリングは、サプライチェーンの問題のいくつかを軽減できると思います。破砕されていないキーパーツなどの特定のパーツは、3D印刷で製造できるため、企業の負担を軽減できます。覚えておく必要があるのは、設計文書がすでに存在するため、車輪の再発明に時間を無駄にしないことです。また、オートクレーブ処理できないため、医療用途に間違った材料を選択しないことです。より多くの調整とファイル共有は、企業の負担を軽減するのに役立ちます。



Laura Griffiths：昨年、商用航空宇宙は深刻な問題に直面しました。業界が回復しようとしたとき、サプライチェーンの混乱は積層造形技術とアプリケーションの採用に影響を与えましたか？それは回復に役割を果たすことができますか？

エリアナ・フー：私の意見では、航空業界が以前のレベルに戻るのは時間の問題です。エピデミックは過去のサプライチェーンのいくつかの問題点を反映していると思います。これらの問題点を軽減する方法の1つは、積層造形技術を使用することです。一部の企業は、生産に積層造形技術を採用した後、従来の製造方法を断固として放棄することさえあります。





Laura Griffiths：航空宇宙積層造形について議論するとき、「GELeapFuel」ノズルは今でも最も広く知られている用途です。もちろん、他の航空宇宙ターミナルコンポーネントでの積層造形技術の実際の事例も見ましたが、これは航空宇宙コンポーネントを空中に送ることが難しいことを意味しますか？

エリアナ・フー：これまでのところ、ゲームのルールを変えることができる「ゴールデンエッグ」製品はまだ見つかりません。何百もの部品と多数のポリマー部品が印刷されており、民間航空機で使用されていますが。アディティブマニュファクチャリングテクノロジーにより、航空宇宙プログラムの任意のコンポーネント構造を実現できるようです。



しかし、3D印刷された部品が本当に意味をなす場所、または従来の製造がまだ意味をなす場所を非常に注意深く評価する必要があります。ダウンストリームの後処理、コンポーネントのテストと統合、およびこれらすべてのタイプのことを考慮していなかったため、コストの同等性は必ずしも1対1ではありません。したがって、これらはすべて私たちの進歩を妨げる要因です。



Laura Griffiths：TRUMPFに参加する前は、RelativitySpaceで働いていました。そこでの経験と、伝統的に製造された部品を添加剤のみの製品にどのように変換したかについてお話しいただけますか？

エリアナ・フー：私は相対性空間で素晴らしい時間を過ごしました。彼らは多くの最初のものを作成しました。 Relativity Spaceの違いは、内部にプロセスを導入し、リードタイムを短縮し、（独自の設計やコンポーネントを構築するだけでなく）積層造形技術を使用して、より早く宇宙に参入するためのソリューションを顧客に提供することにあると思います。それは他の人が彼らの製品を宇宙に送る機会を作り、より多くの人々のために宇宙飛行の可能性を開きます。





Laura Griffiths：航空宇宙分野での積層造形の加速を妨げる重要な課題は何だと思いますか？

エリアナ・フー：積層造形はクールな部品を作ることができると考える人もいますが、真実はまったく作ることができないということです。原材料のマッチングや機械のサイズの不備により、印刷が困難になっています。たとえば、金属材料では、同等の材料を溶接できず、割れてしまうため、積層造形プロセスに適さない材料もあります。



したがって、企業は材料サプライヤーと協力して、積層造形用に設計された新しい材料の方向性を見つけ、積層造形プロセスに適した材料の種類を決定する必要があります。他のいくつかのことは、技術の継続的な改善です。たとえば、TRUMPFの既存のTruPrint 5000粉末工作機械は、500°Cの予熱を実現できます。これにより、上記の問題のいくつかを軽減できます。



Laura Griffiths：あなたは以前、積層造形プロセス用の新しい材料を特別に開発することの重要性を強調しました。この分野の進歩について話していただけますか？

Eliana Fu：積層造形の主な材料は、インコネル718またはチタン合金Ti-6Al-4Vです。これらの材料は、60年以上にわたって鍛造業界で使用されてきました。そして、それらはレーザービームによって溶けて固化することができますが、これは私たちがその場に留まるべきだという意味ではありません。代わりに、積層造形用に特別に設計された新しい材料を探し、既存の合金に対する認識を変えることを検討する必要があります。



高強度アルミニウム合金を例にとると、その強度はいくつかの低コストの要素に由来し、これらの要素は材料の強化メカニズムを正確に提供します。レーザー粉末床を介したロケットモーター製造にGR-Cop42などの銅合金を使用すること自体が非常に興味深いものです。また、チタン合金の製造コストを引き続き削減するか、この材料を持続的に使用する方法を見つける必要があります。これも同社のグリーン開発ルートに沿ったものです。






Laura Griffiths：TRUMPFでは、グリーンレーザー技術の進歩により、特定の材料の生産性が向上しています。ここに航空宇宙の機会はありますか？

エリアナ・フー：外の世界が知っているように、緑色のレーザーは、銅、アルミニウム、貴金属、金、銀、プラチナなどの反射率の高い材料の処理に非常に適しています。したがって、より短い波長を使用することは、処理材料が反射される代わりに、より多くのレーザーエネルギーを吸収できることを意味します。したがって、緑色レーザーを使用すると、印刷密度が高くなり、表面仕上げが向上し、製品全体が向上します。



GR-Copなどの材料と組み合わせた緑色レーザーは、ロケットエンジン部品などの非常に優れた製品を印刷でき、熱交換器やその他の種類の熱機器であるかどうかにかかわらず、導電性機器に市販の純銅を適用することさえできることを知りました。高い成功率。



Laura Griffiths：先ほど、航空宇宙は常に積層造形の分野でトレンドをリードしているとおっしゃいました。これについて、また航空宇宙が他の業界に積層造形技術を採用するようにどのように影響を与えたかについて詳しく説明していただけますか？

エリアナ・フー：航空宇宙は常にイノベーションを刺激しやすい産業分野だと思います。ベルクロのようなものは、もともと航空宇宙用の製品を設計した結果でした。現在、他の業界も、問題を解決しながらイノベーションを実現するために積層造形技術を使用していることがわかります。



将来的には、3Dプリントされたカスタムチタンチェストの作成、歯科用コンポーネントやインプラントの印刷など、ヘルスケアや医療のカスタマイズされたサービスが大きな市場になると思います。ラスベガスに移動する数週間前、地元のAllegiantスタジアムで世界最大の3Dプリントアートの彫刻を見ました。 DCコミックスは、家庭での印刷愛好家や職人と言えば、お気に入りのキャラクターを自宅で印刷できるようにSTLファイルもリリースしました。したがって、積層造形には明るい未来があります。