MELD Manufacturing CEOナンシー・ハードウィック氏：金属適層造形に革命をもたらす溶融不要技術

MELD Manufacturing Corporationは、金属を溶かさずに3Dプリントする画期的な新技術を先導しています。 Aeroprobeとの10年間の開発を経て、2018年春に子会社としてスピンアウトし、2018年4月に大型B8マシンを発表。B8は、摩擦攪拌溶接ベースの固相製造プロセスを用いることで、従来の粉末床金属3Dプリントに挑戦します。熱ではなく摩擦と圧力で金属を接合することで、MELDは数々のユニークな利点を解き放ちます。

MELD Manufacturingのビジョン

MELDは昨年バージニア州で設立された女性オーナーの中小企業です。2018年に権威あるR&D 100 Awardを受賞——世界で最も革新的な100製品を表彰する国際コンペティション。ミッションは製造に革命をもたらし、修理不能だったものを修理可能にすること。多くのAM企業が部品創造のみに注力する中、MELDのアプローチは材料選定、適層造形、事後製造修理を網羅し、設計者が最適パフォーマンスのためにゼロから部品を構築できるようにします。

MELD技術の仕組み

MELDの核心革新はその固相プロセスです。従来AM手法が金属を溶かすのに対し、MELDは回転中空ツールで極限の圧力と摩擦を供給材料とベース材料の両方に適用。これにより材料が塑性変形し、「攪拌」されて接合されます——付加摩擦攪拌プロセスです。結晶粒構造が微細化され、優れた強度、耐食性、衝撃疲労性能をもたらします。プロセスが融点以下で起こるため、MELDは粉末、フレーク、チップ、固体バーを、多くのAMシステムが要求する厳格な材料仕様なしで扱えます。

MELDは開放大気で動作し、真空や不活性ガスシールドが不要。これによりコスト削減、安全性向上、環境負荷低減を実現。また、閉鎖チャンバーシステムの制約なしに大型部品へのシームレスなスケーリングが可能——船舶、宇宙船、橋梁修理のような用途に不可欠です。

レーザーを使わないため消費電力が低く、堆積率は高い。完成部品は完全緻密で、熱間等方圧縮（HIP）や焼結のような後処理ステップが不要です。

MELDと他の金属AM手法の比較

各金属AM技術にはニッチがあります。MELDの差別化要因は、固相性、開放大気動作、比類なき材料汎用性です。超大型部品の造形・修理、耐摩耗・弾道コーティングの付加、既存部品の改修が可能。低熱プロセスによる最小残留応力は、精密幾何学と構造完全性を要求する航空宇宙・自動車部品に特に価値があります。

MELDはその場での合金創造と金属マトリックス複合材製造も可能——新材料組成のラピッドプロトタイピングに有利。さらに、機械切削チップを完成部品へリサイクルする能力を実証し、グリーン資格を強化しています。

金属3Dプリントの産業インパクト

金属適層造形はコスト削減、性能向上、ロジスティクス削減、オンサイト部品修理を提供。金属を生産で使用するほぼすべての業界にこれらのメリットが適用されます。MELDの柔軟性——幅広い材料と部品サイズへの対応——は、航空宇宙から発電まで幅広いセクターで特に魅力的です。

適層造形の現状と将来展望

我々は新時代の夜明けにあり、Industry 4.0からIndustry 5.0へ移行中。今後5年は、ラピッドプロトタイピングから、設計段階での統合材料・設計・性能最適化へシフトします。概念段階からローカルな延性や強度といった材料特性を評価・調整することで、AMのフルポテンシャルを解き放てます。

より広い採用への主要課題

最大の障壁は社内専門知識の不足。多くの企業がAM戦略を、主たる責任が別のところにある個人に託しています。採用加速には、専任の社内チャンピオンと戦略的リソース配分が必要です。

企業規模vs AM専門性

規模が能力を決めるわけではありません。小規模企業は迅速に動き大胆な決断が可能、大規模組織は慣性に苦しむことも。重要なのは変化を受け入れ、AMソリューションを迅速に展開する能力です。

金属3Dプリントの始め方

製品サイズ、材料要件、性能基準を評価することから開始。これらを利用可能なAMプロセスの能力とマッチング。基礎を習得すれば、コスト、時間、重量削減の可能性が指数関数的に広がります。教育と実践経験が関心の最良のドライバーです。

MELD Manufacturingの今後

MELDは材料科学、機械・電気工学、設計カスタマイゼーションを融合しIndustry 5.0を目指します。今後のイニシアチブには、より大型ビルドスペースのマシンプラットフォーム、認定オペレーター研修プログラム、イノベーション加速のための研究コンソーシアムが含まれます。

3Dプリントにおける女性

最近、Volvo Trucks主催のWomen in Manufacturingイベントで、女性がこの分野に勇気、協調性、レジリエンスをもたらすことを強調しました。MELDのインクルーシブな文化は、この変革的技術に挑戦したい誰でもを歓迎します。

MELD Manufacturingについて詳しくは meldmanufacturing.com.