16 平方メートルの航空機部品を一度に「印刷」するにはどうすればよいでしょうか?
2024-09-24
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酸素のない密閉されたキャビティ内で、4 つのノズルから金属粉末が噴射され、ノズルの cnc 動作によって金属粉末が瞬時に溶解され、複雑な建物が形成されるまでに数十時間しかかかりません。面積16平方メートルの大型チタン合金部品を効率よく成形できます。
これは国家大型金属部品積層造形技術研究所の成果の工業化拠点である北京裕鼎積層造形研究院有限公司（以下「裕鼎積層造形」）の作業場で起こった実際の光景である。北京航大学の。 「金属 3d プリンティング技術は、高性能コンピューター、一連の高精度レーザー ヘッド、および大規模な金属部品積層造形 cnc メカニカル プラットフォームのみを使用して、主要な産業の大規模で複雑な主要な耐荷重構造を完成させます。航空機、エンジン、ガスタービンなどの設備を迅速に生産します」とyuding additiveの責任者は記者団に語った。
金属レーザー積層造形技術 (一般に金属 3d プリンティング技術として知られています) の中核は、コンピューター制御のレーザーを使用して層ごとにスキャンし、同期して輸送される合金粉末またはワイヤーを溶かし、三次元の複雑なコンポーネントを層ごとに成長させることです。さまざまな形状の高品質な金属部品を製造します。金属 3d プリンティングの高温溶解および結晶化プロセスのインテリジェントな制御に基づいて、「従来の鋳造および鍛造技術では加工サイズの限界を突破するのが難しい」や「大型部品」などの問題を解決する新しい方法が存在します。複雑な組成の金属材料は、均一な組成と質感を確保することが困難です。」
「大型航空機胴体の大型チタン合金耐荷重フレームを例に挙げます。最大部分の外面積は 10 平方メートルを超えることがよくあります。伝統的な冶金鋳造および鍛造技術を使用すると、超大型鍛造機であっても、 80,000トンの圧力で直接加工することはできず、複数の小さな部品に分割し、加工後につなぎ合わせるしかありませんが、金属3dプリントは直接積層造形できるため、部品点数が大幅に削減され、構造重量が大幅に軽減されます。強度、特に靭性が大幅に向上し、材料消費量と加工時間を80％削減できます。」と担当者は語ります。
実際、金属 3d プリンティング技術の出現は、製造技術の革新であるだけでなく、伝統的な製造概念の破壊でもあります。
中国工程院の学者であり、北京航空航天大学の教授であり、大型金属部品の付加製造のための国家工学研究所の所長でもある王華明氏は、レーザーを正確に制御して金属粉末の各層を溶かすことにより、金属3dプリント技術により、材料の微細構造と化学組成を正確に制御します。この技術は、応用においてより効率的でコスト効率の高い製造プロセスを実現できるだけでなく、粉末を直接溶解して処理することにより、新しい合金の製錬中に成分が均一に分布するという従来の問題も克服できます。これにより、大型金属部品が微細な粒子、緻密な構造、均一な組成の内部品質を確実に備え、その性能が定性的に向上するだけでなく、レーザー溶解プロセスでの非常に高い温度と結晶化条件を使用して、新しい金属構造を開発します。化学組成。
「従来の冶金が、混合された不均一な成分のポットである場合、3d プリンティングは、金属を調製するための、完全に均一な成分と非常に緻密な組織を備えた均質なスラリーを得ることができる超高速精製装置のようなものです。」徐々にプロセスの限界に直面しているが、性能要件がますます高まっている材料において、3d プリンティングは新たなブレークスルーをもたらすことが期待されています。」と王華明氏は語った。
金属3dプリンティング技術の応用の成功は、ハイエンド製造分野における我が国の独自のイノベーション能力を強化するだけでなく、新材料や新プロセスの研究開発における我が国の強みを証明するものでもあります。
「産学研究の緊密な統合と長期的な努力を通じて、我が国は世界に先駆けて、金属3dプリンティングや高性能大型主要部品のエンジニアリング応用などの中核となる主要技術を突破してきました。主要な航空宇宙機器 さらに重要なのは、3d プリンティングが主要な機器であることです。新しい金属構造材料や高性能大型コンポーネントの効率的で環境に優しい低コストの生産は、新しい道を切り開き、真の意味での新しい生産性を実現します。 」と王華明氏は語った。
将来に目を向けると、3d プリンティング技術にはまだ大きな成長の余地があります。 qianzhan industry research instituteが発表した「2024年の中国3dプリンティング産業パノラマ」によると、既存のシナリオにおける3dプリンティング製品の適用規模のさらなる拡大と、新しいシナリオと新しいアプリケーションの継続的な開発により、今後 6 年間で、中国の 3d プリンティング産業の規模は急速に成長し続けるでしょう。中国の3dプリンティング装置の市場規模は2029年に1,200億元を超えると予想されており、2024年から2029年までの年平均成長率は約19.5％となる。
sdic chuanghe fund management co., ltd.の副総支配人兼最高投資責任者であるdong chuan氏は、3dプリンティング分野での投資背景について語った。 yuding additive、これは 3d プリンティングの応用反復のための十分なスペースを提供する中国の深遠な製造基盤であり、新技術は研究室から産業にうまく移行できます。この技術は、製品の製造効率と性能を向上させるだけでなく、製造業の変革と高度化を促進し、国内のハイエンド機器製造産業を強力にサポートします。 （袁暁康記者）
出典：経済情報日報
