製造工学および品質保証の観点から見ると、特定のインコネル合金に対してDMLSパラメータをカスタマイズできる能力は、単なるオプションではなく、飛行安全性の高い高信頼性部品を製造するための基本要件です。Newayでは、この能力を中核的な技術として位置づけ、各顧客の機械的特性、微細構造、および性能要件を確実に満たすためのデータ駆動型手法に基づく厳密なプロセスを確立しています。
はい、Newayは特定のインコネルグレードに対してDMLSプロセスパラメータを完全にカスタマイズするための工学的専門知識と技術基盤を有しています。 これは単に設定値を調整するだけではなく、インコネル718やインコネル625など、各合金の化学組成と性能要件に合わせて構築される包括的な開発プロセスです。「インコネル」は一つの合金ではなく、異なる強化機構と相安定性を持つファミリーであり、それぞれに最適な熱管理が不可欠です。
カスタマイズは以下のような構造化された反復型エンジニアリング手法に基づいて進行します。
要求仕様の分析: 最初に部品の品質に直結するCTQ(Critical to Quality)項目を定義します。これには、引張強度、降伏強度、伸び、疲労寿命、クリープ耐性、微細組織要件(粒径、有害相の非存在など)が含まれます。
実験計画法(DOE): エンジニアリングチームがDOEを設計し、以下の主要パラメータを体系的に変化させます。
レーザー出力、走査速度、ハッチ間隔: 溶融・凝固挙動を支配するエネルギー密度パラメータ。
層厚: 解像度、表面仕上げ、造形速度に影響します。
走査戦略: ストライプ、チェスボードなどのパターン設定で、残留応力や異方性を制御します。
予熱温度: 亀裂が生じやすい合金では、熱勾配を抑えるために重要です。
試験クーポンの造形と分析: DOEで得られたパラメータセットを用いて試験クーポンを造形し、以下の評価を行います。
機械的試験: 引張、疲労、硬度試験を実施し、CTQ値を満たすか検証します。
金属組織分析: 顕微鏡(SEM/OM)観察により、粒構造、気孔の有無、割れや不要析出物を確認します。
密度測定: 内部欠陥を除去できているかを確認し、99.9%以上の密度を達成します。
パラメータの確定と認定: 最適パラメータセットを選定し、文書化・ロックダウンして生産に適用します。このパラメータセットは特定合金および用途に対する認定製造プロセスの一部となります。
パラメータカスタマイズは後処理工程と密接に連携しています。開発されたDMLSパラメータは、「造形状態(as-built)」の微細構造が後工程で予測可能に変化し、最終性能を保証できるよう設計されています。
熱間静水圧処理(HIP):最適化されたパラメータにより、初期構造の健全性を確保し、HIPで微小気孔を効果的に閉鎖しつつ粒成長を防止します。
熱処理: 熱処理サイクルと同時に開発されます。例えばインコネル718では、造形時にラーベス相の生成を抑え、溶体化・時効処理後に強化相γ’’(ガンマダブルプライム)を最適析出させるようパラメータを調整します。
サポート構造戦略: パラメータカスタマイズはサポート構造にも及び、レーザー条件を最適化して造形成功率と除去性を高めます。
これらすべてのプロセスは堅牢な品質管理システムによって支えられており、多くの場合、積層造形に関するNADCAP認定を含みます。Newayでは完全なトレーサビリティを提供し、次のドキュメントを整備しています。
金属粉末ロットの認証書
造形時の機械校正記録および環境条件記録
量産部品と同時に造形された立証用クーポンの機械試験報告書
CTスキャンなどの非破壊検査(NDT)報告書による内部健全性の確認
結論として、Newayは市販の標準パラメータをそのまま使用することはありません。私たちは航空宇宙、発電、および石油・ガス業界の顧客に対し、性能・寿命・信頼性の要求を満たすための高度な共同エンジニアリング手法を用いて、インコネル部品に最適化されたDMLSカスタムパラメータを開発・認定しています。