米陸軍は航空機、戦車、VR訓練にデジタルツインプロジェクトを導入している

将来のサプライチェーンにおける 3D プリント技術の潜在的な役割を判断するために、米国陸軍は UH-60 ブラックホーク クレーンを分解し、20,000 個の部品すべてを個別に 3D スキャンしています。

ウィチタ州立大学の研究者らが主導し、5月に公式発表された解体プロジェクトは現在進行中で、ある程度の進展が見られる。

このプロジェクトでは、コンポーネントのスキャンのコレクションを使用してブラックホーク ヘリコプターのデジタル ツインを作成し、すべてのコンポーネントを 3D プリント可能なカタログに整理したいと考えています。陸軍はその後、古すぎたり需要が少ない可能性のある特定のスペアパーツをリバースエンジニアリングして 3D プリントし、潜在的な供給問題を解決できるようになります。

陸軍はまた、このプロジェクトをブラックホーク以外の用途にも拡大する計画があることも明らかにした。

「各部品の評価は行いますが、必ずしも各部品を高度な積層造形プロセスに最適化するわけではありません」と陸軍航空ミサイル司令部の司令官トッド・ロイヤー少将は述べた。「私たちの目標は、明確な3Dファイルを持つ最初の軍用部品となるUH-60から始めて、すべての部品を1つずつ確認することです。」

ブラックホーク以上のもの

ブラックホーククレーンのモデル全体は今後数か月以内にスキャンされる予定ですが、より大きな課題は、どの部品が 3D プリントに適しているか、特に積層造形後も激しい戦争対決のニーズを満たすことができる部品を特定することです。陸軍は、各コンポーネントをテストして、それが軍隊の要件を満たすだけでなく、連邦航空局によって設定された航空安全基準も満たしていることを確認する必要があります。

ロイヤー氏はさらにこう付け加えた。「3D モデルができたら、印刷プロセスは難しくありません。次の課題は、部品が当社の認証基準を満たしていることをどのように保証するかです。たとえば、金属部品がどのような材料で作られているか、どのような合金が使用されているかを考慮する必要があります。3D プリンターに出力した場合、印刷物の許容誤差は妥当な範囲内に収まるでしょうか。特に繰り返し印刷する場合、許容誤差が常に要件を満たすことを保証できますか。」

陸軍の各部門もこれに倣い、実際の3Dプリント能力を判定するために同様の「在庫監査」を実施している。陸軍通信電子司令部は在庫の約3分の1、つまり98,000個の部品を評価し、そのうち237個が積層造形に適していると判断した。同様に、陸軍の戦車・自動車司令部（TACOM）も3Dプリントの候補部品を選別しているが、これまでに特定できたのは1つだけだ。

戦車・自動車司令部の司令官ダレン・ワーナー大将は、「我々はまた、兵器の再製造、改良、修理にモバイル溶接・ワークショップ・スイート（MWSS）をどのように活用できるかを検討しています。MWSSには、フレキシブルな輸送コンテナ内に5ベアリング・カッターとポリマー・プリンターが搭載されています。我々はその潜在能力を最大限に活用し、より多くの部品を修理・組み立てる方法を見つけたいと考えています。」と付け加えた。

デジタルツインプロジェクトのその他の応用

最終的に部品を 3D プリントできないと判断された場合でも、米陸軍はさまざまなシナリオに対応した緊急時対応計画を策定しています。まず、デジタル モデルは、計算シミュレーションを通じて部品の交換時期を予測できる予知保全にとって非常に重要です。 3D モデルは兵士の VR トレーニングにも使用でき、兵士が仮想環境で兵器システムのさまざまなコンポーネントの組み立て方法に慣れるのに役立ちます。

もちろん、機密兵器の設計図の大規模なデータベースには、サイバー攻撃活動の優先的な標的となるなど、相応の欠点もあります。陸軍は、セキュリティ問題に対処するために階層化された防衛システムを構築すると述べており、一部のモデルはローカルデバイス上に完全にオフラインで保存される予定だ。

米陸軍が3Dプリント技術を検討したのは今回が初めてではない。以前、米国陸軍航空医学研究所の研究者は、3D プリントを使用して兵士用のカスタマイズ可能な耳栓を製造し、テストしていました。軍隊のメンバーが戦場の轟音による聴覚障害を患うことを防ぐため、陸軍の科学者が開発した新しい技術を耳栓に導入しました。

さらに陸軍は以前、センサーテストを通じてマルエージング鋼の摩耗を検出および監視する方法を発見しており、これは 3D プリント部品の性能を予測するために使用できる可能性があります。デジタル ツイン プロジェクトと同様に、これらの測定により、軍隊は部品がいつ廃止されるか、または故障するかを予測し、部品を適時に準備して交換できるようになります。