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航空・宇宙分野 3Dプリンター活用事例

ヤマハ発動機株式会社 様


ヤマハ発動機株式会社
スカイ事業推進部 開発グループ 長崎 義貴 氏

無人ヘリコプターに3Dプリンターを活用
実機へのDDM採用も視野に

トライ&エラーが欠かせない高速回転部品

ヘリコプターというと、一般には有人のものがよく知られているが、近年その 数を増やしているのが「無人」のヘリコプターだ。
日本国内には2,000機以上もの無人ヘリコプターがあるとされ、水田の農 薬散布、火山観測、地すべりや地質の観測、空撮などで活躍している。バ イクや自転車、ボートの製造で有名なヤマハ発動機は、無人ヘリコプター の開発・製造においても代表的な企業である。
1980年ごろにヘリコプターの世界初となる本格的な産業用無人ヘリコプ ターの開発に着手し、それ以降も開発を重ね、今では高精度GPSを用いた 自律航行する無人ヘリコプターも商品化済みだ。
そんなヤマハ発動機が、このたび無人ヘリコプターの開発にオンデマンド 生産サービスを利用し、DDM(Direct Digital Manufacturing)への第一 歩を踏み出した。回転翼の1部の部品を3次元造形システムで製造した のだ。
高速で回転する部品であるため重量と重心位置が重要となり、重量調整 方法や組み立て性などの最適化を、1つひとつトライ&エラーを繰り返しな がら進める必要があった。





時間とコストが大幅減。コンサルでDDM化のサポートへ

「もっとも大きな問題だったのは開発時間と費用でした。樹脂部品の試作 は注型工法でも1ヶ月近い時間がかかってしまいます。今回の2部品を見積 もったところ30万円。トライ&エラーが続くことを考えると、時間・コストとも相 当なものになってしまいます」(長崎氏)
そんなとき知ったのがMSYSのオンデマンド生産サービス。「CADデータを 送付したら1週間後にはモデルが手元に届き、機体実機への組み付け振動 や動作のブレチェックなど、機体のバランス確認がすぐにできました」(八木 氏)。長崎氏は「コストも約80%削減になりました」と、費用とコスト面での圧 倒的な優位性を実感した。
ヘリコプターは多数の部品から成り立っているだけでなく、機体や部品にか かる荷重応力や空気抵抗なども複雑で、CAE解析などを用いても、実際 はまったく異なった結果となることも多い。そのため実際に組み付けたうえで のテストが欠かせず、それなくしては「先の段階」に進むことができないのが 現状だ。
今後はテールローターに3Dプリンターを使うことも検討中で、アクセサリなど のカスタマイズ部品などは、造形したものをそのまま実機に採用するDDM も視野に入れているという。



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