間違いなく、付加製造 (AM) 技術を使用して軽量部品を作成した最初の産業の 1 つは航空機産業 (強度を損なうことなく重量を最適化する) でした。 現在、航空宇宙部門でのアディティブ マニュファクチャリングの利用が増加しています。 Strategic Market Research の調査によると、航空宇宙 3D プリンティング市場は 2023 年までに 92 億 3000 万米ドルに達すると予想されており、年平均成長率は 20.23% です。
航空宇宙における金属 3D プリントの経路
すでに述べたように、航空宇宙産業は、その多くの利点から長い間金属 3D プリンティングを採用してきました。この技術モデルは、何年にもわたる成長を経て成熟しています。 航空宇宙産業は全体として、セクターの持続可能性を高める方法を模索しているため、この採用率は今後数年間で増加するだけであると予測されています。 今後数年間でより革新的なコンポーネントが必要になるため、金属 3D プリントはより一般的になるでしょう。 航空機が電化や水素などの代替エネルギー源に向かうにつれて、その時代が間もなく到来します。 航空機全体の構造設計の変更が必要になる可能性があり、その主な利点の 1 つは付加製造の使用である可能性があることに注意することが重要です。 従来の方法では不可能な形状を作成できることで知られるこれらのテクノロジーにより、ユーザーは構造設計、性能、および安全性を最大限に高めることができます。
さらに、さまざまな 3D 印刷技術が利用可能です。 一言で言えば、業界で採用されているさまざまな金属添加技術を検討しながら、すべての金属技術が考慮されます。 持続可能なビジネス ケースは、意図的なコスト削減またはパフォーマンスの向上を通じて常に確立する必要があります。 コンポーネント認証を超えて、セクターはより多くの部品を生産したい産業化を検討する必要があります。 航空構造では、高速堆積速度と大型化に対応するために、指向性エネルギー堆積 (DED) 技術が頻繁に使用されますが、エンジンでは、高精度の復元機能 (つまり、複雑な部品) のために粉末層融合が使用されます。
付加製造プロセスは、材料にも依存します。 使用条件や使用シーンによって、使用する素材も変化します。 軽量化された車両は必要な燃料が少ないため、チタンは航空宇宙に不可欠な高い強度対重量比を提供します。 インコネルのようなニッケルベースの超合金は、融点に近い温度で機能できるため、高温の状況で有利です。 アルミニウムは優れた熱伝導体であり、熱交換器の用途に適しています。 一般に、航空宇宙産業向けの従来の技術を使用して頻繁に製造される材料は、付加製造の大きな可能性を秘めています。
しかし、方法と物質が選択されると、金属 3D プリンティングは航空宇宙産業で多くの創造的な用途を持ちます。 複雑な構造部品の大部分は、高温条件で動作し、熱伝達を伴うか、流体通路を含みます。アディティブ プリンティングは、熱交換器、インペラー、ボリュートなどの重要な航空エンジン コンポーネント用の部品を製造するのに理想的です。
正しく適用された場合、アディティブ マニュファクチャリングは優れた効果を発揮するため、選択したテクノロジーは部品の要件に適したものでなければなりません。 これは、プロジェクトの計画段階の早い段階で、多くの場合、1 つの単語が作成される前であっても考慮する必要があります。 完成したコンポーネントが優れていればいるほど、アディティブ マニュファクチャリングの利点について早期に検討する必要があります。 設計の初期段階で技術者の制約にすべて同意すると、魅力的な部分が見えてきますが、制約がなく、生産方法も考慮されていない設計になっています。