世界舞台における米国の卓越性は、少なからず米国の軍事力によるものであることを考えると、戦場での優位性を維持することが大変な任務であることは当然のことであると思われがちです。
世界的な権力の変化と圧力が高まる中、米国の防衛組織は最新の技術進歩を探求することで競争力を維持することがさらに厳しく求められている。
金属 3D プリンティングは、防衛産業に革命を起こす可能性を秘めた新興分野です。 これにより、既存の老朽化したインフラを維持および強化しながら、非常に複雑で革新的なテクノロジーの未来を実現できます。
この記事では、高度な金属積層造形が防衛産業に変革的な影響を与える XNUMX つの方法を見ていきます。
ホワイトペーパー: 金属 3D プリントで戦場の優位性を維持する
極超音速などの将来のミッションクリティカルなアプリケーション向けの最終用途部品の迅速な開発であっても、重要な予備品の製造であっても、Velo3D は国防総省組織に、高性能でミッションクリティカルなコンポーネント向けの完全に統合され、スケーラブルで展開可能な製造ソリューションを提供します。
1. レガシーおよび老朽化したインフラストラクチャを維持する
先進的な金属積層造形は、ラピッドプロトタイピングやまったく新しい技術の開発に関しては競争上の優位性となりますが、実際のところ、軍事インフラの大部分は、予見可能な将来にわたって現場で使用されるレガシー機器です。 このレガシー インフラストラクチャの一部は、現在は稼働していないメーカーからのメンテナンスや部品サポートに依存している場合もあります。
先進的な金属積層造形への移行により、防衛産業は新しい方法でレガシー資産のサービスと保守を行うことができるようになります。
金属 3D プリントを通じて、コア部品を既存の設計から再作成し、レガシー インフラストラクチャを専門とするメーカーを調達するよりもはるかに迅速に製造できます。
この新たに発見された機敏性は、老朽化した資産に新たな命を吹き込み、戦場での優位性を維持するのに役立ちます。
2. アジャイルなサプライチェーンの構築
機敏性について言えば、パンデミックは製造業のサプライチェーンが実際にいかに脆弱で弱いかを明らかにしました。 ミッションクリティカルな部品の場合、サプライチェーンの難所を乗り越えることは大きなハードルであり、結果として数か月の遅れが生じます。
極超音速飛行分野の新興リーダーは、ミッションクリティカルなコンポーネントを設計、製造し、迅速に反復するために高度な金属 AM に注目しています。
アトランタに本拠を置き、防衛および商業用途向けに再利用可能な極超音速航空機を開発しているハーメウス社は、 Sapphire この技術により、キメラ エンジンのコア コンポーネントの生産リード タイムが大幅に短縮されました。
による ハーメウス CTO グレン・ケース, 「今日私たちがやろうとしていることは、添加物なしでは実現できませんでした。 現時点でのサプライチェーンでは、こうした種類のコンポーネントを入手できるようになるまでに半年か丸 XNUMX 年かかると考えられます。 私たちにとってスピードは非常に重要であり、それが最も重要な点です。」
部品生産を高度な金属 AM システムに移行することで、防衛産業はこれらの重要な部品のリードタイムを大幅に短縮できます。
防衛産業は、単一の製造元に依存するのではなく、委託製造業者の豊富なネットワークを活用して、新たな世界規模の紛争に対応するために必要な機敏性を発揮する分散型サプライチェーンを構築できます。
3. 先進的なメタルAMで競争優位性を向上
先進的な金属 AM の軍事用途はまだ初期段階にありますが、金属 3D プリンティングは、長年にわたり、宇宙、航空宇宙、石油・ガスなどの他の産業における革新的な能力に革命をもたらしてきました。
高度な金属 AM の約束は、より複雑な部品を作成し、製造可能性の問題に制限されない真の設計の自由をエンジニアに与える能力です。
たとえば、 Aerojet Rocketdyne と nTopology は協力して、Velo3D の完全に統合された金属 AM ソリューションを使用して、より軽量で小型のロケット制御システムを作成しました。 鋳造、ろう付け、溶接などの従来の製造方法では、必要な内部チャネルの複雑さを実現できませんでした。一方、従来の金属 AM システムは、剛性を高めるために使用される部品の繊細な格子の特徴に苦労していました。
Velo3D の金属 AM テクノロジーは、最小限のサポート構造でパーツをビルド プレートに対して傾けることなくプリントしました。
これにより、パーツを最適な向きで印刷できるようになり、大幅な後処理が不要になりました。 Velo3D はまた、熱応力を最小限に抑えながら、硬くて脆い材料であるチタン 6Al-4V で部品をプリントしました。
完成した RCS スラスターは、すべての機能を維持しながら、元の質量の XNUMX 分の XNUMX、サイズは XNUMX 分の XNUMX になりました。 また、コストは XNUMX 分の XNUMX で、組み立てが簡単で、故障のリスクも低くなります。
高度な金属積層造形を活用することで、防衛産業は、従来の製造プロセスや従来の金属 AM システムの限界をはるかに超えた、特に極めて重要な極超音速分野における複雑な部品の開発を実行できます。 これらの部品の改良により、効率の向上と燃料燃焼の改善、耐久性の高い材料オプションによる寿命の長さ、排出基準の改善などが実現します。
4. スケーラブルで再現可能なニアシアター製造ソリューションを構築する
従来の金属積層造形システムが苦労しているのは、再現性の領域です。 XNUMX 台の機械で隣の機械とまったく同じ部品を再作成することは、金属 AM が信頼性と拡張性に優れた製造ソリューションとなることを妨げるハードルとなっていました。
Velo3D によって先駆的に開発されたシステムのような、新しい高度な金属 3D プリンティング システムでは、設計ソフトウェア、プリンティング ハードウェア、品質保証、およびフリート レベルのキャリブレーションの統合により、拡張性の条件が生み出されています。
たとえば、米国の基地兵器廠の 3 つでビルド パッケージを作成し、チームがそのビルド パッケージを米国で検証し、それを戦域近くの Velo3D マシンに送信し、そこでまったく同じ基準で再現できます。 VeloXNUMXD の反復可能な印刷ファイル機能を使用すると、ビルド パッケージが米国でのビルドと同一であることを保証できます。
これが軍事用途にとって何を意味するかというと、製造センターを戦域の近くに設置して、ほぼオンデマンドで前線に重要な部品を供給できるということだ。 また、ミッションクリティカルな部品を製造するために専門家のトレーニングが必要な従来の製造形態とは異なり、高度な金属 AM システムは操作に専門知識を必要としません。
5. 海外製造への依存を減らす
分散型サプライチェーンの約束は、防衛産業の製造管理の強化も意味します。 防衛産業は、世界の他の地域での製造に依存するのではなく、より国内で所有または運営されている製造パートナーに生産を移すことができます。
米国の受託製造業者を活用することで、防衛産業は信頼できるパートナーと協力できると同時に、米国の経済活動の強化にも貢献できる。 Win-Win について話しましょう。
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