大型部品におけるWAAMと従来製造方法の比較

リードタイムと生産速度

ワイヤーアーク積層造形（WAAM）は、従来の鍛造、鋳造、または機械加工と比較して、劇的に短い生産時間を提供します。タービンケース、航空宇宙構造フレーム、圧力ハウジングなどの大型部品は、真空精密鋳造や鍛造による生産では、金型準備、鋳型製作、材料加工サイクルのために、通常、長いリードタイムを必要とします。WAAMは金型を完全に排除し、高い造形速度で材料を堆積させるため、メートルスケールの高温合金部品であっても、リードタイムを数か月から数週間に短縮します。

材料効率と廃棄物削減

ビレットや鍛造素材からの従来の機械加工は、特に複雑または中空構造を製造する際に、大量の廃棄物を発生させます。WAAMはニアネットシェイプの形状を造形し、その後必要な材料除去を最小限に抑えます。コスト効率の良いワイヤー原料を使用することで、WAAMはスクラップを最小限に抑えます。これは、超合金積層造形で一般的に使用されるインコネル、ハステロイ、チタン合金などの高価な超合金にとって重要な利点です。これは、大型で高価値の部品に依存する産業にとって、大幅なコスト削減につながります。

製造規模と設計の柔軟性

WAAMは、粉末床式3Dプリンティングシステムのチャンバーサイズに制約されません。溶接組立や複数セクションの接合を必要とせずに、数メートルの部品を製造し、複雑な設計特徴を統合することができます。従来の鍛造や鋳造では、分割生産とその後の接合が必要になる場合があり、構造的な不連続性が生じます。WAAMは、連続した微細組織を持つ一体構造を可能にし、航空宇宙、海洋、エネルギー分野で使用される大型部品の強度と耐久性を向上させます。

機械的性能と後処理

鍛造は依然として優れた機械的特性を提供しますが、WAAM部品は、HIP、熱処理、CNC加工による仕上げなどの後処理ステップと組み合わせることで、同等の性能を達成できます。WAAMはまた、局所的な補強や修理を可能にします。これは、従来の方法では部品全体を再加工または交換しなければ実現できない能力です。

コスト構造と産業への影響

WAAMは、鍛造金型、鋳造鋳型、長い機械加工サイクル、材料の過剰在庫の必要性を排除することで、大規模生産のコストを大幅に削減します。発電、石油・ガス、大型海洋製造などの産業は、大型部品を迅速に、経済的に、優れた冶金性能で製造または修復する能力から恩恵を受けています。