メイン大学複合材センター、50万ドル獲得しメイン州造船業者向け3Dプリンティング導入を推進

メイン大学先進構造・複合材センター（米国メイン州オロノ）は、メイン技術研究所（MTI）から50万ドルを受け、テクノロジークラスターを形成し、メイン州の造船業者が経済的な木質プラスチック複合材（WPC）を用いた大規模3Dプリンティングによって業界の競争優位性を得られるよう支援します。WPCは、熱可塑性ポリマー（PE、PP、PVC、PLAなど）を木質繊維および/または木粉で強化した複合材料です。WPC市場は今後10年間で年間10億〜100億ドル規模になると推定されています。

このテクノロジークラスターは、メイン大学研究者と海洋業界リーダーの専門知識を結集し、3Dプリンティング（積層造形とも呼ばれる）をさらに開発・商業化して、州内の造船業者に利益をもたらします。

中小規模の造船業者は、従来のマリンツールとボート金型の作成に必要なコストとリードタイムに悩まされることが多々あります。メイン大学複合材センターの研究者たちによれば、3Dプリンティングはボート金型の製造に必要な生産時間を最大75%削減できます。

しかし、大規模積層造形の普及は、3Dプリンターと原料材料の高コストによって抑制されてきました。これに対処するため、メイン大学複合材センターは複合材工具用途向けの経済的な木質充填材料群を開発します。木質ベース充填材の使用により、コストを大幅に削減し、材料の剛性と靭性を向上させながら、環境影響を低減しリサイクル性を改善します。

「積層造形とコスト効率の良いバイオ充填材料の組み合わせは、マリンツールコストを最大50%削減することで、メイン州の造船業界にとって潜在的なゲームチェンジャーとなります」と、メイン大学複合材センターのシニアR&Dプログラムマネージャー、ジェームズ・アンダーソン氏は述べています。「メイン州の造船業者は、大規模3Dプリンターの取得と新原料材料のテストコストを吸収できません。メイン大学複合材センターとメイン州造船業界は革新の伝統を共有しています。我々には、メイン州造船業者の生産性向上、コスト削減、そして最終的に造船業界での卓越性の伝統を継続するためのツールと知識があります。」

「過去18年間、メイン大学複合材センターは木質セルロースとナノセルロース繊維で充填されたプラスチックの押出技術を開発してきました。これらのプラスチックは重量比で最大50%の木質繊維を含みます」と、メイン大学複合材センターのエグゼクティブディレクター、ハビブ・ダガー氏は語ります。

「今、これらのより強く剛性の高いプラスチックを超大型3Dプリンターで使用し、20〜100フィートのボート金型とその他のボートパーツをメイン州造船業者向けに開発します。50%木質充填プラスチックを3Dプリントすることで、今日の従来工法よりはるかに速く安くボート金型を生産することを目指します。学びながら、造船業者と協力して3Dプリンティングをより大きなボートパーツの生産プロセスに、最終的にはボート自体の製造に組み込んでいきます。」

造船業だけでなく、メイン大学の研究開発は他産業にも恩恵をもたらすと期待されています。大学はメイン州拠点の企業と協力し、独自のバイオ充填材料のローカルサプライチェーンを開発しています。

MTIからの50万ドル助成金は、米国陸軍ナティック兵士研究開発・エンジニアリングセンターからの50万ドルとマッチングされ、メイン大学のエンジニア・研究者とメイン州造船業者（バスのカスタム コンポジット テクノロジーズ、ルイストンのコンパウンディング ソリューションズ、ロッカンドのバック コーブ ヤッツ、レイモンドのセイバー ヤッツ、ベルファストのフロント ストリート シップヤード、トレントンのヒンクレー ヤッツ、ブースベイのホジソン ヤッツ、オーガスタのケンウェイ コンポジッツ、ロッカンドのライマン・モース ボートビルディング）でテクノロジークラスターを形成します。

コンソーシアムは、マリンツールとボート金型の設計・プリントを行い試験・評価し、導入と商業化プロセスの一環として造船業者向け3Dプリンティング研修コースを開発します。