3Dプリンティング航空機着陸装置とチタンブレードの修理
Aug 11, 2025
航空機の着陸装置は、重大なストレスを受けるコンポーネントです。これらの高ストレス環境に耐えるために、これらの部品は高強度鋼から鍛造されています。ただし、チタン合金の出現以来、航空機の着陸装置は徐々にチタン合金の鍛造に移行しました。チタン合金は、高密度と低密度の両方を提供し、航空機にとって批判的に重要な量を25％以上減少させます。航空機の着陸装置で使用されるチタン合金はTI-10V-2FE-3ALで、張力強度は1190 MPaで、7075アルミニウム合金のほぼ2.2倍です。ボーイングB777の多くの着陸装置コンポーネントは、この合金から偽造されています。着陸装置でも使用されるTi-6AL-2SN-2ZR-2MO-2CR合金は、高強度と靭性を提供しますが、比較的高価です。さらに、ヘリコプター着陸装置コンポーネントの鍛造で一般的に使用されるTi-6AL-4V合金は、航空宇宙および一般的な機器用途で最も広く使用されているチタン合金です。比較的手頃な価格ですが、その強度と性能は、前述のチタン合金の強度よりも低くなっています。航空機のエンジンブレードは、非常に厳しい条件下で動作し、高温だけでなく、高圧と高速気流に直面しています。この過酷な環境で動作するこれらのブレードは、特に刃の先端で損傷を受けやすく、メンテナンスが重要な仕事になります。 2023年9月15日によると、Aviation Weekly Webサイト、OptomecおよびACME Robotics Systems（ACME）は、2年間にわたって航空機エンジンのチタン合金コンプレッサーブレードを修復するための世界初の自動化された作業セルを共同で開発し、メンテナンスワークロードを減らし、ブレードの寿命を延ばしました。このシステムは、主にエンジンの動作中に着用したチタン合金コンプレッサーブレードのヒントを修復するように設計されていますが、ニッケルベースの合金ブレードの先端と先行エッジの損傷を修復することもできます。自動化されたワークセルは、ブレードチップ研削、3D印刷レーザークラッディング、および後処理を実行できる3つのステーションで構成されています。これには、自動化されたパレット荷重と荷降ろしステーション、パレットターニングステーション、ロボット材料処理システムが含まれています。また、自動座標測定機やクリーニングステーションなど、他の機能を装備することもできます。 Optomech氏によると、自動化された作業セルは、CNC加工やタングステン不活性ガス（TIG）溶接など、従来のチタンブレード修復プロセスよりも多くの利点を提供しています。ブレード仕上げは、CNCの機械加工または手動仕上げの約3〜4倍高速です。修理の品質は、手動プロセスと比較してより一貫しています。コストは70％以上削減されます。手動溶接と手動仕上げを排除すると、修理の品質が大幅に向上します。 Optomechは、効率的で繰り返し可能なロボット仕上げテクノロジーを使用すると、作業品質を大幅に向上させ、エンジン修理センターの修理コストを削減できると述べています。自動ロボットシステムは、毎年85,000のチタンコンプレッサーブレードを修理でき、複数の国の民間航空規制当局によって認定されています。長期的な商業操作により、システムの安全性と信頼性が実証されています。
9月17日に開催された英国Aero-Mag Webサイトのレポートによると、英国の航空宇宙技術研究所（ATI）は、「Landing Gurdusts Breakthrough（I-Break）」というタイトルの2,250万ポンドの研究開発プロジェクトを開始しました。エアバスが率い、15社、研究機関、大学を巻き込んだこのプロジェクトでは、世界初の3Dプリントされた航空機着陸装置コンポーネントをマークします。
Iブレークプロジェクトは、4つの作業パッケージで構成されています。WAAM3Dは、ARC 3D印刷生産速度の増加、高統合構造用途のための微細構造および機械的特性制御、インライン非破壊的テスト（NDT）の工業化、およびアップグレードされたロボワムシステムを使用した適切なサイズと複雑さのプロトタイプの生産を担当します。クランフィールド大学は、新しいWAAMプロセスと解決策を調査し、重要な合金の堆積を検証する責任があります。 Strathclyde大学は、革新的なインラインNDTテクノロジーを担当しています。高性能およびフェーズドアレイ超音波機器のメーカーであるPeakndtは、インラインNDT技術の研究も担当しています。
航空機着陸装置コンポーネントに3Dプリンティングを使用すると、市場までの時間を短縮し、製品の品質を向上させ、CO2排出量を20％削減できます。プロジェクトのR＆D作業は2026年までに完了する予定です。航空機の着陸装置コンポーネントのグローバルな製造プロセスは、鍛造から3D印刷に徐々に移動します。
同社は、以下を含む国内のチタン処理生産ラインを誇っています。
ドイツ語で輸入された精密チタンチューブ生産ライン（年間生産能力：30,000トン）;
日本語テクノロジーチタンホイルローリングライン（最も薄い6μm）;
完全に自動化されたチタンロッド連続押出線。
インテリジェントチタンプレートとストリップ仕上げ工場。
MESシステムは、生産プロセス全体のデジタル制御と管理を可能にし、±0.01μmの製品寸法精度を達成します。
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