こんにちは、SOLASTER株式会社です！今回は私たちの水中ドローン”SOLASTER”の部品がどのように作られているのか？というテーマでそれぞれの加工方法をお伝えします。
水中ドローンの製造には多様な金属やプラスチック類が使われており、それらの加工方法も多くの種類があります。削る、切る、穴を空ける、型に入れるなど、一つ一つ数え出したらキリがありません。
そんな多種多様な加工方法の中で、弊社はどうやって素材を加工して水中ドローンを作っているのか？という点に着目して記事を書きました。
今後の水中ドローン製品化にあたりサプライヤー様も募集しておりますので、ぜひお気軽にご連絡ください！
FDM 3Dプリンター
FDMは、複雑な形状の部品を製造する最も簡単で速い方法です。プラスチックは押出機で溶かされ、薄いフィラメントが層状に塗布されてパーツが形成されます。
FDM 3Dプリンターでは、PLA、ABS、ナイロン、HIPS、PVA、PCなど、さまざまなプラスチックを使用でき、その中で私たちは主にPETGを使用しています。
このPETG素材は、印刷特性、テーブルへの接着性、強度に優れ、ほとんどの化学薬品、特に過酷な海洋環境での耐性があります。
SLA 3Dプリンター
このSLAという方法は、紫外線下でフォトポリマースクラップを重合させるプロセスを採用し、底が透明な浴槽にフォトポリマー樹脂を流し込むことで、浴槽にテーブルを上から底近くまで下ろします。
UV光母材がテーブルの接触面に樹脂を一層ずつ照らし、部品本体を形成します。この方法により、高精度で表面品質の良い部品を製造することができます。
しかし、この材料には十分な強度特性がないため、私たちはこの技術を使ってパーツのマスターモデルを製造し、そのマスターモデルを使ってシリコン型を成形した後、組み立て用プラスチックパーツを製造しています。
シリコン型を使ったプラスチック部品鋳造
この方法は、同一部品のバッチ生産に適しています。例えば、ROVに16台あるエンジン・フェアリングのような同一部品の生産に適しています。
この方法で製造された部品は、高い強度と良好な表面品質が特徴です。プラスチックは1時間以内に硬化するので、フェアリングのような大きなパーツを3Dプリントするよりもはるかに速く、3Dプリントだと10～20時間かかることもあります。また、鋳造法は最終的な仕上がりの予測もしやすいです。
鋳造プロセスには、特殊な真空チャンバー装置が使用されます。このようなチャンバーでは、まず材料が絶対真空まで加圧され、まだ流動的なシリコーンやプラスチックから空気やその他の溶存ガスが抽出されます。その後、4～6気圧まで加圧されすべてのガスが圧縮されることで、非常に均質な部品が得られます。
フライス加工と旋盤加工
アディティブ・テクノロジーである3Dプリンティングとは対照的に、フライス加工と旋盤加工は、不要な材料を削り取ることによってワークピースからパーツを形成します。
これは、機械工学において重要な部品を得るための最も一般的な方法です。パワーフレームの部品、船体、密閉式電球のフランジ、バッテリーホルダー、継手、浮力ユニットなど、多くの部品にこの加工方法を使用しています。
フライス加工に使用される材料も、発泡ポリウレタン、木材、プラスチックから、機械工学で使用される最も硬い材料のひとつであるステンレス鋼まで、さまざまです。
シート材の真空成形
私たちはこの方法で水中ドローンのセンターフェアリングを製造しています。このような大型で複雑な部品を作るには、熱間真空成形法が最も簡単です。
まず、フライス加工でマスターモデルを作成します。そしてこのマスターモデルを成形機に入れます。プラスチックシートがマスターモデルの上にフレームで固定され、熱風で加熱されます。
フレームがマスターモデルの上に下ろされ、高温のプラスチックがマスターモデルの形に沿って流れていきます。その後、プラスチックとマスターモデルの間に空気を送り込み、プラスチックがマスターモデルの形状にできるだけ沿うようにすることで成形されます。
鉛の鋳造
ゴムの層でコーティングされた鉛の重りは、水中ドローンの浮力のバランスをとるために使用されます。
アルミニウム部品の陽極酸化処理
アルミニウムは酸化に強い金属です。しかし、腐食性の強い海水にさらされると、その金属でさえ劣化します。
継手や様々な固定具などのアルミ部品の腐食を防ぐために、陽極酸化処理が施さねばなりません。陽極酸化処理とは、金属表面に保護酸化皮膜を形成し、化学的に活性な環境との接触を防ぐ処理です。
まとめ
以上、今回は私たちの水中ドローン”SOLASTER”の部品はどのように作られているのか？についてお話させていただきました！
水中ドローンに使われている素材や製造方法などはなかなか知る機会がないと思いますので、ぜひ今後の参考になれば幸いです。
私たちの水中ドローンに少しでも興味を持っていただいた方はぜひお気軽にご連絡ください！