バインダー噴射により最適化された炭化ケイ素を宇宙に送る

Jan 13, 2024

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TECNALIA は、知識を企業のビジネスチャンスと社会の GDP 成長に変えることに重点を置いたベンチマーク研究および技術開発センターです。 極限条件向け材料研究グループは、同社の産業およびモビリティ (I&M) 部門に属しており、工業製品およびサービスの設計、製造、メンテナンス、耐用年数の終了に重点を置いています。

SENER Aeroespacial は、宇宙、防衛、科学向けの高性能航空宇宙システムの大手サプライヤーであり、半世紀以上にわたり技術開発により付加価値を提供してきました。 同社は、欧州宇宙機関 (ESA) などの顧客と協力し、オプトメカニクス、大型移動構造物、計測器およびインフラストラクチャ制御の分野にわたる学際的なプロジェクトを実行しています。

X シリーズ バインダー ジェッティング テクノロジーの材料の柔軟性により、TECNALIA は InnoventX システムを使用して、さまざまな産業をサポートするさまざまな粉末を処理することができます。 たとえば、チームはその専門知識を活用して、切削工具業界の性能向上を推進する超硬合金や工具鋼を最適化したり、重要な用途における最先端の技術革新で使用される炭化ケイ素やアルミナなどの工業用セラミックスを加工したりしています。

TECNALIA チームは、極端な温度、磨耗、磨耗、腐食環境に耐える材料に関する集合的な知識を持っており、SENER Aeroespacial と欧州宇宙機関 (ESA) が衛星光学サポートの新しい製造ルートを調査したいと考えたときの自然なパートナーとなっています。 宇宙旅行の過酷な条件では、高い寸法安定性、隣接するシステムと互換性のある熱膨張係数 (CTE)、および優れた表面品質と機械的特性を備えたコンポーネントが必要です。 したがって、セラミックはその熱機械的安定性、高温性能、硬度、軽量の点で宇宙用途に最適であり、TECNALIA は、この課題に適用するために必要な材料とプロセスの専門知識をテーブルにもたらしました。

TECNALIA のプロジェクトマネージャー兼グループリーダーであるイニゴ・アゴテ博士は、「宇宙アプリケーションは常に軽量化を求めています。なぜなら、これは最終的なペイロードのコストに直接関係しているからです」と述べ、軽量化が今日の航空宇宙企業の体系的な要求であることを説明しました。 工業用セラミック炭化ケイ素 (SiC) がこの分野で非常に人気のある材料である理由の 1 つは、質量の節約です。 滑らかになるまで研磨することができ、軽量で強度を保ち、宇宙で見られる極端な温度に適応する熱特性を備えているという独自の利点があります。

しかし、まさにこれらの望ましい高性能特性のために、従来の方法を使用して SiC を製造することはコストがかかり、困難でもあります。 「冷間成形や焼結など、より伝統的な製造プロセスを使用すると、形状の複雑さの程度は制限されます」とアゴテ氏は述べた。 「形状が複雑で、SiC のようなセラミックの加工は困難で高価なプロセスである場合、部品には最終機械加工が必要です。」

積層造形は、難しく高価な機械加工と研磨の後処理ステップを削減するために、ニアネットシェイプ部品を提供するために研究されました。 バインダー ジェット 3D プリンティングは、ダークパウダーは UV 硬化せず、融点が高いためレーザーベースの方法が不要なため、他の添加技術の中でも、独自の SiC デザインを迅速かつ正確に作成できる唯一のプロセスであることが確認されました。

TECNALIA チームは、適切な SiC 粉末を特定し、最適な加工ステップを定義する作業に取り掛かりました。 パラメータ設定をカスタマイズする Desktop Metal InnoventX マシンの柔軟性と、この用途に合わせて特性を調整する TECNALIA チームのプロセスと材料の専門知識が組み合わさり、要求される品質の最終部品を提供する画期的な進歩につながりました。 この部品は、PIP および緻密化のためのシリコンの浸透の前に 3 時間で InnoventX で印刷できました。

完全なケーススタディをダウンロードして、TECNALIA チームがバインダー ジェッティングを使用してニアネット シェイプ部品を製造し、後処理時間と質量の両方を削減した方法を学びましょう。

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