TOP【消火システム用】クローズインペラの製造｜金属3Dプリンター「Meltio」
重要なインフラ設備において、ダウンタイムは決して許されません。特に火災時に動作するシステムでは、クローズインペラをはじめとする部品の正常な稼働が常に求められます。
しかし、このクローズインペラの製造は、現場にとって大きなボトルネックとなっています。
その理由が、『鋳造青銅は調達に時間がかかり、さらに摩耗が早い——』という特性にあります。
そこで導き出された解決策が、Meltioによる新たな製造方法の開発です。
今回は、Meltio社が提供する「Meltio Robot Cell」を使用した事例についてご紹介します。
●金属3Dプリンター「Meltio Robot Cell」
プロジェクトの概要
- システム：Meltio Engine Robot
- 製造部品：クローズインペラ
- 分野：海軍関係
- 素材：ステンレス316L
- 造形時間：85時間
消火システムが抱えるインペラの課題
消火システムが作動すると、インペラは停止状態から数秒でフルスピードへと加速します。この急激な起動は、システム全体に大きなトルクを発生させ、各部品に高い負荷をかけることになります。
さらに稼働中は、振動・流体による浸食・腐食・摩耗といった要因が常に部品を劣化させる原因となります。
『壊れるかどうか』ではなく、『いつ壊れるか』が問題でした。
鋳造からアディティブへ：解決策は「Meltio」
従来、このクローズインペラは鋳造青銅で製造されており、強度はあるものの現代の製造プロセスにおいては、理想的とは言いづらい現状でした。そこで製造プロセスにMeltioの指向性エネルギー堆積（DED）技術を採用し、素材をステンレススチール316Lへと変更しました。
これにより、耐食性の向上と疲労強度の改善を実現しました。
加えて、クローズインペラの設計を3Dプリンティング用に最適化し、『Radial 360ツールパス』を適用することで迅速な製造を可能にしました。
また、鋳造型も不要になり、調達遅延の発生しない柔軟な製造へと移行しています。
2段階製造で精度を最大化
しかし、当初の造形では、複雑な構造を加工する際に課題がありました。
その課題とは、サポート面の表面品質が不均一、さらに丸みのある箇所に発生するわずかな過堆積による処理です。
この問題を解決するために、造形工程を2回に分割し、造形の間に加工パスを追加しました。
さらに、Meltioの位置測定システムが各フェーズの整列を正確にし、内部ブレードへのアクセス性が格段に改善しました。これにより厳密な公差を達成し、造形による課題を解消しています。
金属3D造形におけるメリット
鋳造から金属造形への製造方法の変更は、単に部品のクオリティを改善するだけでなく、製造プロセス全体に最適化をもたらしました。
【主なメリット】
- 耐久性を備えた部品製造の実現
- 予備部品のストックを最小化
- 金型生産が不要
