ワイヤーアーク積層造形が宇宙探査用のチタン圧力容器を構築

2019年3月5日

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チタン製圧力容器は、クランフィールド大学のワイヤー アーク アディティブ マニュファクチャリングによって製造されました。

フランス、カンヌのタレス・アレニア・スペースで構成されるチーム。 クランフィールド大学、ベッドフォードシャー、英国。 英国グラスゴーのグレンモンド・テクノロジーズ社は、ワイヤーアーク・アディティブ・マニュファクチャリング（WAAM）によって製造された、将来の有人宇宙ミッションで使用されるチタン圧力容器の初の本格的なプロトタイプの製造に成功した。

高さ 1 メートル、重さ 8.5 kg の部品はクランフィールド大学で Ti-6Al-4V で製造された後、応力除去、レーザー スキャン、機械加工、超音波検査のためにグレナルモンド テクノロジーズに送られました。 その後、Agiometrix が内部品質分析用の CT と光学スキャナーを使用して最終検査を実施し、Thales Alenia Space が部品がアプリケーションの機械的要件と仕様を満たしていることを確認しました。

WAAM の使用により、チームは 2 つの個別部品を 1 つの部品に統合することができ、リードタイムの​​長い鍛造の必要性がなくなり、廃棄材料の量が大幅に削減されました。 チームメンバーによると、従来の方法で製造した場合、部品の生産には最終質量の約30倍の原材料が消費されただろうという。 WAAM プロセスを使用すると、各アイテムにつき 200 kg 以上の Ti-6Al-4V が節約されました。 チームはこれにはさらに改善の余地があると指摘し、クランフィールド氏は最終的な厚さに近づけるための革新的な方法に取り組んでいると言われている。

品質検査の後、プロジェクト チームは、船舶がその用途に必要な技術要件と品質要件を満たしていることに満足しています。 今後、製造サイクル全体の微調整を実施し、プロセスの再現性と信頼性を実証し、飛行ハードウェアへの新しいアプローチの実装を推進することを目的として、2 番目のプロトタイプが製造される予定です。

タレス・アレニア・スペースの積層造形プロジェクトのスタディマネージャーであるエン・マッシモ・チャンピ氏は、「私たちはタンク用の革新的な製造ソリューションを探していました。これは、通常、サブトラクティブマシニングに基づく従来の生産ルートでは長いリードタイムに悩まされます。これのおかげで」と述べています。このプロジェクトでは、WAAM テクノロジーの採用により製品の競争力が強化されることを実証しました。」

「標準的な鍛造製品の調達に数か月かかるのに比べて、ニアネットシェイプの品目は数日で製造され、機械加工の量も一貫して削減されます。」と彼は続けました。 「要求されたパフォーマンスを犠牲にすることなく、全体のリードタイムを 65% 短縮することができました。これにより、設計の柔軟性の面でもメリットが得られ、プロジェクトの後期段階で顧客のニーズに応えることが可能になりました。」

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