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米国陸軍研究所、粉末から超高強度スチールを3Dプリント

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April, 12, 2019, ABERDEEN PROVING GROUND--部品の置き換えを必要とする兵士は、将来は3Dプリンターを使って、迅速に高信頼の超高強度金属部品を供給するようになる。陸軍研究者は、レーザを使い粉末から合金鋼を作製する新技術を考えている。
 米軍戦闘能力開発コマンドの陸軍研究所(ARL)では,材料製造研究者が、この技術があらゆるものを変える可能性について触れている。
 「正に、兵站革命になると考えている。積層造形は、持続に大きな影響を与える」と同研究所製造科学および技術ブランチのチームリーダー、Dr. Brandon McWilliamsは言う。
 進歩は着実であるが、同氏によると、高信頼の3D金属部品の迅速プリントの夢実現は、まだ先の話である。とは言え、その利点は計り知れない。
 「実際に、兵站面積を減らせる。全トラック積載、あるいは大量のスペアの護送を心配する代わりに、原材料とプリンターがある限り、必要なものを何でも造れる」と同氏は説明している。
 研究チームは、最初に米国空軍で開発された合金を使用している。陸軍は、その金属、AF96を粉末形態に適用した。粉末床溶融結合という方法を使い、3Dプリンターのレーザは選択的に粉末を溶かしてパタンを形成する。プリンターは、次に、構築されたプレートを別の粉末層で被覆し、そのプロセスは、その部品が完了するまで繰り返される。
 「部品を圧延や加工しようとすると必ずしも、それほどの寸法精度が得られない内部構造の部品をプリントすることができる」と材料エンジニア、Dr. Andelle Kudzalは言う。
 結果としての部品を手に持てば明らかである。それは従来の鍛造によるスチールのようであるが、その複雑な設計的特徴は、どんな型でも造れないものである。陸軍研究チームは、この合金鋼は驚くべき品質であり、さらに重要なことは、地上車の交換部品に潜在的アプリケーションがあることである。
 「われわれがプリントし、周囲を加工した材料は、市販のどんな製品よりも恐らく50%高強度である」とMcWilliamsは言う。
 軍用に、利用のカギは認定である。
 「われわれは、M1 Abrams(Main Battle Tank戦車)のタービンエンジン用羽根車ファンをプリントした。その部品を納入し、利用することがてき、それは機能する。しかしそれは、認定部品ではない。戦場でのシナリオでは、ミッションに重要であれば、戦車を何時間も、ことによると何日も走らせるが、一方で、これはOEM部品と同様に機能するか、それよりも性能がよいか、と言う問いに答えられなければならない」
 研究チームは、2つの現実的な戦略に帰着する。一つは、戦場維持のためで、兵站部品、既存品の置き換えやレガシーシステムのサポート。しかし、第2の戦略は、将来システム向けである。