MIL-STD-810による防衛分野での積層造形の推進

軍用仕様（MIL-SPEC）試験は、防衛に使用される付加コンポーネントの信頼性を確保する上で極めて重要です。MIL-SPECは、軍全体で使用されるシステムの品質保証の基幹を形成しており、環境試験に関するMIL-STD-810など、プロセスや手順に関する統一されたエンジニアリング要件を定義する個々の規格があります。 

アディティブ・マニュファクチャリング（AM）、特に金属3Dプリンティングが成熟を続ける中、防衛用途におけるその役割は急速に拡大している。しかし、AMの統合 特に確立されたMIL-SPECプロトコルと整合させる場合である。

この記事では、MIL-SPEC試験と積層造形がどのように交差しているのか、進化する規格の状況、そして業界のイノベーションが最先端の生産と実証済みの信頼性のギャップをどのように埋めるのに役立っているのかを探る。 

MIL-SPEC試験を理解する

MIL-SPECは包括的な用語であり、一般的には米国国防総省（DoD）が軍用機器やシステムの設計、製造、試験、性能を標準化するために使用する包括的な技術文書群を指す。  

最も広く認知されている規格のひとつがMIL-STD-810環境耐久性の評価に使用される。この規格は特に車両、ドローン、航空機、戦場機器の機械的および電子的サブシステムに関連する。MIL-STD-810試験シリーズは米国のすべての省庁で使用が承認されています。 これはMIL-SPECを参照する際に我々が目にする最も一般的な規格である。 しかしMIL-STD-810は米国の規格である一方、信頼性、最適性能、相互運用性を確保するために国際的な軍隊で広く採用されています。

ミッションクリティカルな防衛環境向けのコンポーネントには、これらのテストプロトコルをうまく通過することが不可欠である。
 

MIL-STD-810には厳しいテストが含まれています。 のためだ：  

• 極限温度と熱サイクル：高温と凍結の両方の条件下での機能性を評価する。 

• 低気圧と高高度条件。 

• 衝撃と振動：衝撃と絶え間ない動きに対する回復力を評価する。 

• 湿度と腐食：湿気と塩霧への耐性をテスト。 

• 砂とほこり：性能を損なう可能性のある微粒子からシールを確実に保護する。 

• 爆発性雰囲気と電磁妨害。 

このように調整された試験プロトコルは、過酷な環境におけるAM製品の信頼性を検証します。当初は軍事用途向けに開発されたMIL-STD-810ですが、その厳格な試験プロトコルにより、石油・ガス、鉱業、製薬などの産業で広く採用されています。

AS9100D認証を取得し、品質保証はコンフラックスのプロセス全体に浸透しています。出典コンフラックス

積層造形がMIL-SPEC規格に適合

アディティブ・マニュファクチャリングは、ラピッド・プロトタイピング、オンデマンド・マニュファクチャリング、ローカライズド・マニュファクチャリングなど、その利点と革新性によって国防生産を再構築している。 メタルAMは、前例のない設計の柔軟性、迅速な試作能力、従来の方法では不可能だった複雑な内部形状の製造能力をもたらす。これらの利点は、重量、効率、部品の統合が重要な航空宇宙、無人システム、熱管理部品にとって特に魅力的です。 

国防におけるAM部品が直面する課題は、他の産業における課題と似ていない。過去のデータが少ない中で、いかにして新しい製造プロセスをテストし、適格性を確認し、認証するか、また、テスト中に遅延が発生することなく、AMのスピードの利点をいかにして維持するか、などである。

このような斬新な製造アプローチと従来の認定プロセスとの整合は、複雑さをもたらす。例えば

• AMの基準は、まだすべての国防部門にわたって普遍的に定義されているわけではないため、評価基準に一貫性がない。 

• データ不足運用環境における長期的な性能については、実験室での結果が良好であっても、現場で正確な条件を再現しようとするプロセスが難しいため、受け入れが遅れる可能性がある。 

• 部品の認定 AMの場合、コンポーネントの開発は早いかもしれないが、技術が相対的に未成熟であるため、信頼できる既存の認定データが少ないため、時間がかかることが多い。
   

このようなハードルがあるにもかかわらず、試験方法の改良と、AM技術によりよく対応するための規制の枠組みの調整という両面で、大きな進展が見られつつある。 

MIL-SPEC試験は、防衛グレードの部品における信頼の基盤であり続けている。出典バウティスタ、Pexels.com

防衛用途におけるAMテストの進歩と革新 

付加製造のイノベーターとして、コンフラックスは様々な分野の進化するニーズを積極的にサポートしています。コンポーネントレベルの課題を克服するための積極的なアプローチにより、先進的なテストへの多大な投資と、主要なパートナーやお客様とのコラボレーションによる独自のデータ主導型検証戦略の開発に取り組んでいます。
 

高度な試験方法

非破壊検査（NDT）および検査技術により、サーマルソリューションに損傷を与えたり構造を変えたりすることなく、材料、コンポーネント、システムの特性、完全性、機能性を評価することができます。当社では、X線コンピュータ断層撮影（CT）スキャンなど、広く認知されている方法を活用しています。

さらに一歩踏み込んで、私たちは、このような協力関係を築いている。 オーストラリア原子力科学技術機構 (ANSTO）は、オーストラリアのシンクロトロン（高エネルギー粒子加速器）を使って、通常では見えないマクロ以下の構造的特徴を明らかにする、画期的な検査能力を備えている。これらの洞察により、熱交換器に見られる超薄壁の驚異的な検査能力が可能になる。 また、材料選択とプロセス制御の両方に情報を提供し、AM資格の科学的基盤を強化している。 
 

データ主導の資格認定アプローチ 

コンフラックスは、材料と性能データの広範なデジタルデータベースを構築し続け、検証された反復可能なベンチマークを通じて、より迅速な資格認定サイクルを可能にしています。このようなデータ主導の資格認定へのシフトは、最近の防衛戦略や予算枠組みの下での国防総省の目標に密接に合致しています。モデリングとシミュレーションを活用し、部品の妥当性を実証的に証明することで、適格性評価プロセスを合理化することができます。 

資格認定プロセスの進歩を支えるデータ出典Lars Meiertoberensによるスツールアイコン（Noun Projectより

進化する規格と国防総省の改革：積層造形の進むべき道 

AMとMIL-SPEC試験の相乗効果は防衛能力を再定義する態勢を整えている。AMの柔軟性とMIL-STD-810準拠によって保証される堅牢性を組み合わせることで、軍は新たなレベルの即応性と効率を達成することができる。  世界の軍事用3Dプリンティング市場は2031年までに$75億ドルに達すると予測されており、標準化された信頼性の高いテストフレームワークの役割は今後も不可欠です。

防衛分野の進化に伴い、従来のプロトコルは機敏な製造に対応するために再定義されつつある。新たな技術は、研究室だけでなく、現場でもその価値を証明している。

近代化の必要性を認識した国防総省は、過度に杓子定規な軍独自の規格への依存を減らし、性能ベースや商用規格を優先させることを目的とした継続的な改革を開始した。

主な成果は以下の通り： 

パフォーマンスに基づく基準:部品が「どのように」作られるかから「どのように」機能するかへとシフトし、AMの設計の自由への扉を開く。 

デジタルの糸とデータ共有の枠組み:反復設計とシミュレーションに基づく検証技術をサポートします。 

サプライチェーンの柔軟性向上:オンデマンドで部品を生産するAMの能力は、ロジスティクスを簡素化し、特にレガシーシステムや過酷な環境での現地生産をサポートする。

このような取り組みにより、AMのような新興技術がより重要な役割を果たせるような、よりダイナミックな試験とコンプライアンスの環境が整いつつあります。アディティブ・マニュファクチャリングは、単に防衛に適応しているだけでなく、防衛の未来を形作る一助となっているのです。

革新的な設計手法と堅牢な認定プロセスを整合させることは、軍事用途でAMの可能性を最大限に実現し、明日の防衛システムのよりスマートで、より軽量で、より高性能なソリューションを解き放つための鍵となる。