メンテナンス、修理、オーバーホール(MRO)の未来を変える
MRO分野における積層造形(AM)のメリット
2024年6月10日|読了時間:10分
航空機のメンテナンスは、特にグローバル・サプライチェーンにおける現在の課題を考えると、今日の航空業界において重要な役割を果たしている。新しい航空機の需要が増加する中、既存の航空機を可能な限り効率的に運航し続けることが不可欠です。そこで3Dプリンティングは、スペアパーツの生産に革命をもたらし、大きなインパクトを与えている。THE AVIATION AM CENTRE GmbH(AAMC)やEOSのような企業は、積層造形技術を使ってスペアパーツの可用性と費用対効果を改善している。
このインタビューでは、AAMCのマネージングディレクターであるステファン・ケイルと、EOSの航空宇宙・防衛キーアカウントマネージャーであるトーマス・フリードバーガーが、航空産業における3Dプリンティングの利点とビジネスケースについて語ります。彼らは、この技術が生産とロジスティクスのリードタイムを大幅に短縮するだけでなく、コストを削減し、物理的な在庫を削減する方法を探ります。また、どのような製品カテゴリーが3Dプリンティングに最も適しているか、スペアパーツの製造において3Dプリンティングが主要なアプローチになる可能性について説明します。
航空内装部品
エティハド・エンジニアリングがアブダビの最先端MRO施設で生産する客室部品にスポットライトを当てる:
1.この方法がスペア製造の主要な方法になるためのビジネスケースは何か、また、どの程度の期間で普及すると思うか。
ビジネスケースは、3つの核となる要素によって推進される:
- 従来よりも低コストでスペアを生産する、
- 生産と物流のリードタイムを大幅に短縮する、
- 長期的には在庫の削減が可能になる。
現地で印刷された航空機(客室内装品)のスペアパーツは、OEMのスペアパーツのコストよりも30~50%安く製造することができ、さらに、通常12週間(またはそれ以上)かかる製造とロジスティクスのリードタイムを2週間、あるいはわずか数日に短縮できるというメリットもある。
産業用3Dプリント技術のもう1つの付加価値は、既知の弱点に対処したり、部品のカスタマイズを可能にするために、部品の設計を改善できることです。数少ないOEMの1社として、EOSは高品質の技術と材料を提供し、航空産業などの規制産業に部品を納入しています。
アディティブ・マニュファクチャリングの付加的な利点は、混合部品バッチで必要な部品をオンデマンドで製造できることであり、これにより在庫管理が大幅に削減される。これもコスト削減につながる。企業には、a)認定サービス・プロバイダー(AAMCなど)から部品を調達するか、b)自社でMRO生産拠点を構築するか、という2つの選択肢がある。自社で製造したスペアパーツを提供する能力は、航空機整備サービス・プロバイダーにとって強力なUSPであり、顧客維持の手段である。この場合、EOSは生産ハブを運営するためのエンド・ツー・エンドのソリューション全体を提供することができます。また、AAMCとのパートナーシップにより、規制基準を遵守するための有効性を顧客に提供することができます。
産業用3Dプリンターで製造されたスペアパーツは認証され、"飛行中 "である。地政学的危機とサプライチェーンの回復力は、私たちが予想していたよりも早く、すでにこの採用を推進している。
2.スペアの3Dプリンター製造の有力候補として、どのような製品を想定していますか?
キャビン内装部品は、最も摩耗や損傷にさらされるため、現場印刷の主な候補となります。この部品カテゴリーの認証は、主に燃焼性試験を中心に行われ、当社のEOS材料PA 22241 FRは、以下のようなEOSシステムでの印刷に適した対象部品サイズに適合しています。 EOS P 396または EOS P 770.また、フライトデッキやカーゴエリア、電子機器ベイの部品は、私たちの顧客に完璧に適合しています。また最近では、燃料ポンプ・システムなどの用途で、当社のEOS HT-23材料を使用して従来のアルミニウム部品を付加製造できるようになり、航空会社の軽量化目標に再び拍車がかかっています。
3.3Dプリンティング」と呼ばれる製造方法にはどのようなものがありますか?
選択的レーザー焼結法(Selective Laser Sintering、略称SLS、PA 2241 FR)は、乗客の目に触れ、表面品質に高い要求があるキャビン内装部品に適しています。機械的または化学的表面処理(DyeMansionなど)と組み合わせることで、スプレー塗装やカラー染色が可能です。現在、SLSパーツは、航空業界向けの最も費用対効果の高い産業用3Dプリントソリューションです。
固有の難燃性を持つHT-23は、炭素繊維を23%配合したPEKK材をベースに微粉砕したものです。優れた熱特性を必要とする用途に適しており、XY&Z寸法において最大限の性能と一貫した特性を発揮します。さらに、耐薬品性に優れ、FAR25.853の60秒垂直燃焼要件に合格しています。
高温材料を使った溶融積層造形法(FDM)は、乗客からは見えず、高度な仕上げを必要としない(非常に)大きな部品(例:エアダクト)に適している。
4.3Dプリンティングは業界にどのような環境上のメリットをもたらしますか?
軽量設計は二酸化炭素排出量の削減と機能統合に役立ち、製品設計は廃棄物を最小限に抑えながら複雑な製造上の課題を解決します。
3Dプリンターで作られた軽量パーツを航空機に組み込むことで、航空機の重量を減らすことができ、それによって航空会社の燃料消費量や運航コストだけでなく、搭乗する乗客一人一人のCO2排出量も減らすことができます。EOSの3Dプリンティング技術は、航空業界をより持続可能なものにするという目標を積極的にサポートしています。
ポリマーAMは、持続可能なスペアパーツの生産を可能にし、製造業者の全体的なカーボンフットプリントの削減に貢献します。余分なスペアパーツの不必要な作成を回避することで、産業用ポリマー3Dプリントはサプライチェーンの合理化にも役立ち、生産コストを削減し、市場投入までの時間を短縮します。産業用3Dプリンティングにより、設計エンジニアはより軽量な部品を作成できるようになり、燃料とCO2排出量の削減につながります。AMでは、機能を統合し、部品をより堅牢に設計して、元の部品の能力を超えることができます。これらはすべてコスト削減につながる。これは、民間航空機の耐用年数にわたって、かなりの額に累積されることになる。
デジタルで持続可能なスペアパーツ管理を確立することで、3Dプリント部品による収益性を高めることができます。AMは長い輸送経路を省き、過剰生産を避けることができるからだ。
EOSはさらにその上を行きます。EOSカーボン計算機のようなツールは、透明性を生み出し、顧客が生産ワークフロー全体に沿って適切なレバーを特定するのに役立ちます。これに加えて、EOSは気候変動に配慮した原料生産を行っており、輸送の必要性を補ったり、リサイクル原料を統合したりしています。これらはすべて、お客様自身の温室効果ガス排出量を削減し、気候変動目標を達成するのに役立ちます。
たとえばAAMCは、研究プロジェクトの一環として、印刷されたポリマー部品をリフレッシュ工程を経て印刷用粉末にリサイクルすることを模索している。
EOSと航空に関するご質問は、EOSthomas.friedberger@eos.infoの航空宇宙・防衛担当キーアカウントマネージャー、トーマス・フリードバーガーまでお気軽にお問い合わせいただくか、ウェビナー「Additive manufacturing for the aftermarket - more know-how」をご覧ください:Print Your Warehouse (eos.info)をご覧ください。