00:04
こんにちは、スネゾーです。
デザインレビューFM第30回目を始めていきます。
このデザインレビューFMは
世の中の様々なもの
主に工業製品や
それに関わる出来事について
私の主観で
勝手にデザインレビューをしていこうという番組です。
前回は
技術コンサルティングハンドブックを読むの4回目で
基礎編が
終わりました。
今回はですね
技術コンサルティングハンドブックの方は一旦お休みして
私が最近している妄想の話をしてみようと思います。
題して
世界で初めて宇宙へ打ち上げられる工作機械はこれだ
です。
本編をどうぞ。
はい、本編です。
突然ですが、皆さん宇宙は好きですか?
私は宇宙が好きですね。
ただ宇宙そのものっていうよりも
その宇宙の
ブラックホールとか
太陽フレアとか
X線とか
そういう宇宙の
自然現象って言っていいのかな
宇宙そのものの現象っていうものには
それほど
興味はなくて
宇宙に行くためのロケットとか
探査機とか
地表を
調べる探査車とか
そっちの方に
興味がありますね。
例えばアメリカの火星探査車である
パーサビアランスとか
キュリオシティだったり
最近では月の着陸実証機ですね
であるスリム
あの月面には犬がたくさんいるよっていう
話題にもなったスリムとかですね
そしてそして
今日このポッドキャストを収録しているのが
H3ロケット試験機2号機の打ち上げ成功
2024年の2月18日なんですけれども
昨日のですね
2月17日の朝にですね
日本のロケットH3の
試験機2号機が
見事打ち上げ成功しました
いやーこれは感動しましたね
約1年前の2023年の3月に
このH3ロケット試験機の1号機が
打ち上げられたんですけれども
残念ながら第2弾の
2弾目のエンジンに着火せず
打ち上げ失敗ということで
今回そのリベンジに見事成功したと
いうことですね
でこの去年の1号機には
光学衛星である
第1・3号を搭載していたんですけれども
今回の2号機ではですね
衛星は小さいものを2つ搭載しているんですけども
メインはその
BEP-4
というですね
ロケットの性能確認用の
ペイロード
重い重りですね簡単に言っちゃうと
1号機には
実際運用したい衛星を乗せてしまったんですけれども
失敗して
空中で爆発させてしまったと
その反省から
だとは思うんですけども
2号機には
安全をとって
1号機に乗せた第1・3号と同じ質量になる
約2.6トンの
ペイロードを乗せました
このペイロード見た目は本当に柱ですね
400角で長さ3500ミリの
アルミになったのかな
アルミの柱の
上下にちょっと
台座みたいなものがあるような形でした
ということでここからやっと本題に入っていこうと思うんですけども
このように最近様々な宇宙開発が行われているというニュースを
よく
見ます
地球周回軌道上や
火星に
いろんな機械が打ち上げられているわけです
そして月や火星上に
将来
人間が移住するために
その地表を開発していく必要があり
そのためにはですね
当然いつか
工作機械というものが
ロケットで
打ち上げられる時がそう遠くない未来に来るのではないかと
妄想してしまうわけです
じゃあ一番最初に宇宙へ打ち上げられる工作機械は
一体どの機種なのか
というのをですね
考えてしまうんですね
今回はその妄想をお届けしようと思います
まずはですね
工作機械の需要とは何か
この工作機械とは何かというのを一応説明しておくと
日本産業企画
JISではですね
次のように定義されています
主として金属の工作物を切削
検索などによって
または電気その他のエネルギーを利用して
不要な部分を取り除き
所要の形状に作り上げる機械
ということですね
簡単に言っちゃうと何かものをですね
ここではメインに金属なんですけど金属を
加工して
あるものを作る
という機械です
工作機械というのは
いろんなもの
皆さんの身の回りにあるいろんなものを
作るために欠かせない部品で
自動車とか
電子レンジとか
冷蔵庫とか
そういう機械
作るための機械
というところでマザーマシンというふうに呼ばれたりも
します
ということでまず工作機械とは何かというのを
皆さんに知っていただいたところで
最初に
宇宙へ打ち上げられる工作機械
それを打ち上げる目的は何かというところから
考えてみようと思います
工作機械を
宇宙に
そして例えば月の月面に
打ち上げるため
月の月面に工作機械を届けたいから
打ち上げる
というふうにしましょう
その月面で月面のとある施設
その月面の開発基地とかですね
そこへ工作機械を設置したい
そこへ工作機械を設置したいという解決策が
必要となる課題は何か
ということですね
なぜその月面で工作機械が必要となるのか
なんでしょうかね
そこからちょっと考えてみたいと思います
世界で初めて
一番最初ということは
多分ですねまだ人間が月面に移住して
そこで生産活動を
行う段階ではないと思います
まだね
誰もが
生きるわけではなくて
という段階ではないと
なので
ある製品を作るための部品を確保する
そういう段階ではないと思います
月面に今いるのは人間が移住するために
その月面を
人間が住める環境に
作り上げる
開発しているそういう人がいると
そういう段階だと思います
そういう
段階で求められる工作機械っていうのは
おそらく
金属の塊から新たな部品を作るものではなく
今ある機械の部品
例えば探査機とかですね
その月面を
掘るとか
鳴らすとか
そういう重機的なもの
そういった
機械で使っている部品を
直すこと
修理する
そのために工作機械が求められると思います
例えばですね
今年の2月4日に
NASAの火星探査車
パーサビアランスと一緒に火星へ行ったヘリコプターの
インジェニュー
ちょっとこれ難しいんですよ読み方がね
インジェニュイティ
っていうヘリコプターが
運用を終了したというニュースが
ありました
この運用を終了した理由はですね
ヘリコプターのインジェニュイティの
ローターブレード
ヘリコプターのこの回るところですね
回るローターブレードが壊れてしまったから
ということでした
他にはですね
ヘリコプターインジェニュイティと
探査車、バーサビアランスよりも先にですね 火星へ行っているローバー、ローバーというのはそのタイヤ街をつついててその火星の地表を走り回れるような
そういうロボットっていうのかな、そういう車みたいなものなんですけども その
バーサビアランスよりも先に火星へ行っているローバーであるキュリオシティ っていうものがあるんですけども
そのキュリオシティでもそのアルミ製のローバーのホイール、タイヤにですね 穴が開いてしまったということがわかっています
このキュリオシティは2012年の8月6日、8月6日に火星に着陸して その火星表面をですね19キロ以上走行しているそうなんですけども
想定よりも早い早い間もによって穴が開いてしまったそうです その原因は想定していなかった
想定していたよりも尖った岩の上を繰り返し走ってしまったことによる 金属疲労によるものと考えられています
これらのようにですねヘリコプターのブレードやそのローバーのホイールのような いわゆる消耗品と考えていいようなものが壊れてしまったことで
その他のですねその動力源だったり コンピューター
頭脳というところは無事なのに そういう部品が壊れてしまったことでこれからの運転だったり探査ができなくなってしまう
というのは非常にもったいないと思います もしそこにですね消耗品の交換用の部品が
あれば そしてそれを交換してくれる人だったりロボットがいればまあそれを使って直すことができます
しかしその消耗品と考えてなくて まあ用意してなかった部品が壊れてしまったり
交換用の部品がなくなってしまった場合は 多分ですね今目の前にあるこの壊れた部品そのものを直したいと思うでしょう
これがねその月火星を 開発していく初期の時に起こる要求課題と思うわけです
工作機械の機能とは
じゃあこの壊れた部品を直すためには工作機械にはどんな機能が必要なのか それはズバリ
am 機能アディティブマニュファクチャリングの機能だと思います
3 d プリンターと言ってもいいんですけれどもちょっと3 d プリンターというと私はプラスチックの方のイメージが出てき
ちゃうのでここではですね 金属の積層技術金属の3 d プリンターを想定してアディティブマニュファクチャリングと呼び
ます まあ部品が壊れると言ってもまあいろいろあって折れるとか
割れるとかまあそして摩耗する この摩耗するっていうのは実際一番多いと思います
タイヤの軸だったり アームだったり
その動くところっていうのは必ず修道しているので 擦れているのであそこ擦れているところは魔毛するんですね
この魔毛した部分これをアディティブマニュファクチャリングの機能で修復するわけです このアディティブマニュファクチャリングの機能にもいろんな方法方式があって
例えば slm って言われるパウダーベッド方式という方法があって これはですね
ある範囲に敷き詰められた金属のパウダー ここがですね粉末に対してレーザーや電子ビームを照射してその金属の材料を溶かして固めていく方法です
これはですねそのモデルをスライスしてそのスライスした一層一層 造形していくような方法なので
これはその今ある部品の修復っていうには向いてない 適していない方法ですね
一方 DED ダイレクティブエナジーデポジション
指向性エネルギー 体積方式という方法があって
これはその金属粉末を 吹きかけながら
ある母体ベースとなどに吹きかけながらそれをレーザーなどで溶かしていく 溶かして造形していく方法です
なのでまぁこれはですね部品の修復に適した方法と言えると思います ただですね
この方式 DED 方式で修復した表面というのはある程度ザラザラしていますので
そういう軸シャフトとかですね 穴とかある部品を取り付ける面とかですね
ある程度のその硬さとか表面の綺麗さっていうのが必要な部品には やはりその
アディティブマニュファクチャリングで 修復しただけではなくて機械加工が必要となります
ということで以上からですね私の妄想 世界で初めて宇宙へ打ち上げられる工作機械はこの DED 方式の
アディティブマニュファクチャリング機能を持った工作機械であると思います じゃあそんな機械はあるんですかと
いうことなんですけどもあるんですね これが DMG 盛りのレーザーテック65 DED ハイブリッドという機械です
これは5軸マシニングセンターにアディティブマニュファクチャリング機能を組み込んだ ハイブリッド機で
1台でレーザー金属積層とミーリング機能 ミーリング加工が可能な工作機械です
まさにですねそういう機能を持った工作機械ですね DMG 盛りのレーザーテック65 DED ハイブリッド
ちょっと調べていくうちにもう1台 良さそうな機械が見つかりましてちょっとこちらも紹介したいんですけども
MAZAKのバリアアクシス J600AM
括弧ワイヤーアーク仕様
です これはですね先ほどのDED方式
ダイレクティブエナジーデポジション 方式ではなくて
ワイヤーアーク方式と言って簡単に言っちゃうとその電子工作で 半田付けしたことあると思うんですけど皆さん
その半田付けをするイメージで金属のワイヤーを 溶かしながら造形していく方法です
この方法というのはその粉末 さっきのDED方式は粉末ですよね粉末よりも
ワイヤーで 材料を提供する分汚い表面が汚いというかですね
粗い造形になってしまうんですけれどもその分その造形のスピードが速いというのが特徴で
まあどうせその表面を後から
マシニングセンター 切削加工で加工するんだったらまあ荒くてもいいでしょうと
割り切ることができるのであれば良い方法だと思います このバリアアクシスJ600AM
というのは同じ名前のですね5軸縦型マシニングセンターであるバリアアクシスJ600の主軸部分にそのワイヤーを溶かすための溶接トーチが追加された工作機械となっています
宇宙へ打ち上げるための工作機械
あとワイヤーなのでその粉末よりも扱いが容易だと思います 普通のあのプラスチックの3Dプリンターと同じようなイメージですよね
粉末よりもその材料自体の扱いが楽だし あと月だったり火星には重力がありますが
地球に比べて月は6分の1火星は3分の1の重力で もし宇宙空間で使いたいと宇宙空間は無重力ですから
そういったその重力が小さい環境っていうのはさらにその粉末の扱いが難しくなりそうです なのでちょっと最初に
宇宙に行く工作機械がこれだってさっき言っちゃいましたけど 全言撤回しようと思います
改めて私の妄想である世界で初めて宇宙へ打ち上げられる工作機械は これだというのはワイヤーアーク方式のアディティブマニファクチャリング機能を持った
工作機械です そしてそれはマザックのバリアクシスJ600AM
ワイヤーアーク仕様です ということで
私の妄想でした じゃあねこれをどうやって宇宙へ打ち上げるのかっていうところに次は
話が移っていくんですけれども まあこれらの機械っていうのはだいたい10トン以上あるんですね
完成した形で h 3だといくつか仕様があるんですけども
h 3の最大構成 そのブースター4本ついているタイプだと
その運べる打ち上げられる重量というのは6.5トンだそうです ちょっと機械単体で考えても
乗りませんね 地表へ着陸させるための機構だったりっていうのを考えると
多分その機械の2倍ぐらい 20トンぐらいちょっとその
運べる重さとして欲しくなりそうです もともと h 3はそういう
ヘビーな重たいものを運ぶっていうのを考えてないのでしょうがないんですけれども そうなるとですね
今度はスペース x のファルコン9 これが22.8トン
そしてファルコンヘビーマスターシップっていうのが63.8トンなので こっちならいけそうですね
なのでまあ最初に工作機械を宇宙へ打ち上げるにはちょっとスペース x のお世話になるしかないかなぁと思ってます
もしくはねいくつかのユニットに分割して分けて打ち上げるという方法もあると思います そうなってくるとその現地でそれを復旧
するための まあ技術だったり
道具 が必要になってくると思うのでそれまた大変そうですね
まああとはその宇宙にも打ち上げるためにその打ち上げの振動に耐える設計だったり 宇宙の放射線対策だったり
そういう宇宙で使うための設計 まあ対宇宙設計というんですかね
デザイン4 s とちょっと呼びたいんですけどもデザイン4スペースですね デザイン4スペースっていうのも今後の工作機械では考えていく必要がある時代になるかも
しれません ということで以上私の妄想にお付き合いいただきありがとうございました
はいクロージングです 今週の製造業ニュースはまあなんといっても h 3ロケットの2号機打ち上げ成功でしょう
あの子で本編でも話しているのであまり話しませんけれども この h 3ロケットを作り上げるためにはいろいろな企業が協力
参加していてそのいろんな企業がいろんな部品を作っています そしてその成功の影にはですねきっと工作機械があることでしょう
あわよくばですねうちの会社の機会も貢献してくれていると嬉しいです そうだと願っております
ということで今日はですね世界で初めて宇宙に打ち上げられる工作機械はこれだ という話をしてみました
このポッドキャストの感想質問はハッシュタグでザレ fm デザレはカタカナ fm はアルファベットで
レザレ fm でお待ちしております ぜひ各ポッドキャストアプリでの評価もお願いいたします
ではお疲れ様でしたご安全に
