ケーススタディ

数分で製造される海上金属部品オーストラリア海軍アーミデール級哨戒艇用カムロック

オーストラリア海軍

チャレンジ

オーストラリア海軍のために、SPEE3D技術がオンデマンドで金属部品を製造できることを実証する。 これらの部品は軍事仕様にも適合する必要がありますが、3Dプリント部品のプロセスは従来の製造とは根本的に異なります。従来の方法では、これらの認証を取得するための確立された経路がすでにあります。課題は、3Dプリンターで製造した部品も認証を取得できるようにすることでした。これはチャールズ・ダーウィン大学（CDU）との共同プロジェクトでした。 

ソリューション

その解決策は、関連する軍事仕様に従って設計されたアルミ製カムロック・ホース継手を印刷し、この部品を機能テストによって検証することだった。

結果

出来上がった部品は検証され、アーミデール級の巡視艇で実地テストが行われました。その結果、SPEE3D技術で認証可能な部品を製造できることが証明されました。

主なメリット

• 海軍の船と乗組員のダウンタイムを削減。
• 海上でもオンデマンドで部品を入手できるようにする。
• コスト削減。

背景

チャールズ・ダーウィン大学（CDU）は2017年にSPEE3Dと提携し、先進製造アライアンス（Advanced Manufacturing Alliance）を設立した。この共同イニシアチブは、業界パートナー、取引業者、学識者と関わり、実世界のアプリケーションを開発し、業界の手順と基準を作成し、3D金属プリンティングの材料開発を推進することを目的としている。このプロジェクトは、これらの目標達成に向けた継続的な作業の一環である。

パートの選択

研究チームはオーストラリア海軍と協議し、海軍艦船で一般的に交換が必要な部品を特定した。選定された部品は、50mmタイプCのアルミ製カムロック式ホース継手である。このタイプのホース継手は、アーミデール級哨戒艇でホースをつなぎ合わせたり、ホースをポンプなどの他の機器に接続したりするのに一般的に使用されている。これらの継手は、港での淡水、廃水、海水の移送や、消火活動などの船上での用途に使用される。

海洋環境は、これらのホース継手の腐食による劣化を加速させ、しばしば使用中の故障につながる。これらの継手のサイズや構成が多岐にわたることを考えると、適切な代替部品を必要に応じて、しかも従来の調達プロセスに伴う遅延なしに印刷できる能力は非常に魅力的である。

カムロック・ホース継手は、Mil-C-27487/A-A-59326規格に準拠しており、この規格には、必要な重要寸法と公差、承認された材料、および機能要件が記載されています。

ソリューションの検証

規格の仕様に従って、最終的な部品の形状の3Dモデルが開発された。この形状を実現するための印刷、熱処理、後加工の工程は、設計段階を通して考慮され、部品の形状は、印刷工程と後加工段階の制約を満たすように適合された。

部品は6061アルミニウムでLightSPEE3Dプリンターを使用して印刷され、その後、特定された規格の要件に従って試験が行われました。寸法試験結果、素材特性、サプライヤー、機能試験要件、圧力試験結果を詳細に記載した証明書が作成されました。圧力試験は、外部のNATA認定試験所で実施されました。

オーストラリア海軍による内部リスク評価の後、部品は海軍職員によって現場でテストされ、その機能的有効性が判断されました。3Dプリントされた継手は、エンジン駆動の可搬式消防ポンプの動作の一部としてテストされました。

すべての試験で、この部品は従来の鋳造・機械加工部品と同等かそれ以上の性能を示した。この部品は関連仕様のすべての要件を満たし、HMASブルームの職員によってその目的に適合していると判断されました。NATA承認の圧力試験は、複雑な形状を持つ「実世界」の部品で機能的強度を達成する印刷技術の能力を実証した。