製造方法の全体像を見ると、いずれかを選択する明確な包括的な理由があります。
しかし、さまざまな業界や製造方法を幅広く調査すると、生産技術の特定のアプリケーションを定義する小さな成功事例がわかりにくくなる可能性があります。 コア部品を調査し、高度な金属 AM のような新しい製造方法がどのように製造を混乱させ、革命を起こすことができるかを調べることで、これらの独自の製造技術のより広い機能と機能への窓を提供します。 では、あなたのパートに使用するのに最適なテクノロジーはどれですか? 真実は、それは依存します。
この記事では、特定の 3 つの部品である高圧タンクについて説明します。 一見単純そうに見えて、想像以上に作るのは難しいものです。 高度な宇宙船の重要な部分として、これらのタンクは宇宙飛行に必要な厳しい基準を満たさなければなりません。 幸いなことに、VeloXNUMXD の高度な金属 AM ソリューションを使用して、迅速、正確、かつ完璧に製造することができます。
高圧タンクとは
金属製の圧力容器は、多くのアプリケーションで不可欠です。 それらは、外部環境よりも高い圧力で液体と気体を収容するために使用されます。 たとえば、宇宙などの産業の場合、これらの高圧タンクは、人工衛星やロケットなどの高価値資産の燃料ハウジングになる可能性があります。 また、宇宙用途のすべてと同様に、燃料タンクは、強度を犠牲にすることなく、サイズと重量を最適化する必要があります。
高圧タンクの製造における課題は何ですか?
ロケットや衛星では、高圧タンクは厳しい設計パラメータに適合する必要があり、多くの場合、外部の設計決定に基づいて調整されます。 宇宙船のパッケージング要件は厳しいため、XNUMX つの設計要素が変更されると、通常、スペース要件を満たすために、他のコンポーネントが追加の設計反復を行う必要があることを意味します。
残念ながら、これらのドミノのような調整は、数十個以上の個別部品で構成されるコンポーネントを扱う場合、複雑なプロセスです。 古い、より手作業の多い設計プロセスは、これらの設計を効率的に適応させる際の柔軟性の欠如により、障害にぶつかる可能性があります。
製造側では、高圧タンクは、極端な環境条件に対処するのに十分な強度を維持しながら、サイズと重量を最適化する必要があります。 従来、鋳造または機械加工されたコンポーネントをろう付け、溶接、またはボルト締めすることによって製造されていた燃料タンクの建設は、多くの場合手作業で時間のかかるプロセスです。 さらに、製品の性質上、すべての溶接部、合わせ面、接続点も漏れの可能性があります。 ロケットのような高価値の資産では、エラーの余地はありません。
従来のアディティブ マニュファクチャリングは、高度な燃料タンクの設計に必要な形状を迅速に作成するために、従来の製造方法よりも安全な代替手段のように思えます。 ただし、ビルド プレートに対して 45 度未満の角度の表面の場合、従来のプリンターでは多くの場合、サポート構造が必要です。 圧力容器の場合、これらのサポートを取り外すのは困難であるか、不可能でさえあります。 さらに、一度除去すると、支持された領域の表面仕上げはしばしば粗くなり、疲労試験中の性能を低下させる可能性のある谷や山が含まれる場合があります。
薄い壁と高いアスペクト比は、圧力容器に共通する特徴です。 ただし、ジオメトリによっては、これらのフィーチャを印刷するのが危険な場合があります。 従来のプリンターは、接触ベースのリコーターを使用して、ビルド チャンバーに金属粉末の新しい層を追加します。 設計上、従来のリコーターは再コーティングのたびに部品に接触し、薄い部品は多くの場合、リコーターの接触による望ましくない変形や移動の影響を受けやすくなっています。 この意図しない部品の動きは、寸法の不正確さや印刷の失敗につながります。
Launcher初の Velo3D を使用してインコネルで印刷された 's Orbiter Propellant Tank Sapphire® プリンタ
高度な金属 AM が高圧タンクの設計と製造をどのように変革するか
従来の製造方法と従来の金属 AM システムは、さまざまな方法でこれらのタンクに苦労していますが、エンドツーエンドの高度な金属 AM システムで展示されている革新は、これらのコア部品の設計と製造の両方の方法を再考します。
設計の面では、高度な金属 AM は部品の統合に優れています。 内部配管、ブラケット固定具、アイソグリッドを備えた燃料タンク全体をプリントすることで、エンジニアは部品点数をダースの部品から単一のコンポーネントに減らすことができます。 この統合には XNUMX つの効果があります。XNUMX つ目は、重量を最小限に抑えながらタンクの複雑さを維持することです。XNUMX つ目は、梱包要件に基づいて設計を適合またはスケーリングする必要がある場合に、再設計プロセス全体ではなく、XNUMX つのステップで実行できることです。 .
最も強力な設計ソフトウェアでさえ、適切な製造技術がなければ意味がありません。 Velo3D のエンド ツー エンド ソリューションは、利用可能な最も高度な金属積層造形プラットフォームです。 これにより、エンジニアは必要な形状を高品質の表面仕上げで印刷できます。 内部チャンネルと flow 圧力容器に見られるような大きな空洞だけでなく、流体の経路もすべて単一のモノコック設計として印刷できます。 また、ビルドごとに約 1,000 個のセンサーが TB のデータを生成するため、すべてのパーツの各レーザー イベントが追跡され、品質が検証されます。 これにより、最も複雑なデザインでも妥協することなく印刷できます。
単一のエンドツーエンドの高度な金属 AM システムを介して高圧タンク製造を実行することにより、チームは従来の部品製造方法に固有のリード タイムを大幅に短縮できます。 部品が複数の委託製造業者を通過するのに数か月かかることや、大規模な後処理を必要とするタンクを配置する代わりに、エンジニアは数日で部品を完成させることができます。
高度なエンド ツー エンドの金属 AM を通じて、エネルギーから宇宙まで、さらにそれを超える業界は、高圧タンクの設計と実行方法を再考することができます。 Velo3D は、このイノベーションの最前線にいることを誇りに思っています。
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