プロジェクトの背景  
        協力先の顧客は、次世代の運搬ロケット用推進システムの研究開発を進めており、その核心部品であるエンジンノズルは、構造が複雑であり、従来の製造技術では一体成型することができないという課題に直面している。ノズルの内部には螺旋状の再生冷却流路があり、従来の製造方法では数十個もの部品をそれぞれ加工した上で溶接して組み立てる必要がある。これにより工程が煩雑になり、工期は60日もかかるほか、溶接による応力が構造の強度に悪影響を与えるリスクも存在する。さらに、単一の型枠を作るコストも高額であり、「30日以内に3世代分の試作を完了させる」という緊急の要求を満たすことができない。多くの伝統的な製造業者も、所定の期間内に高精度で高強度のノズルを製造することは不可能だと表明しており、顧客のプロジェクトは一時停止し、打ち上げの日程が遅れるリスクに直面している。

ソリューションとプロジェクトの成果
        納品の難題を打破するため、RPSは緊急に専門の研究開発チームと連携し、従来の部品分割加工や溶接方式を捨て、金属アディティブ製造技術を活用して、顧客に統合型ソリューションを提供しました。

1.トポロジー最適化と統合設計：ノズル内部の複雑な流路に対してトポロジー最適化を行い、ノズル本体と冷却流路を一体成型します。これにより、元々20個以上の部品が必要だった構造を1つの部品に統合し、溶接工程による応力集中のリスクを排除しました。

2.工程と材料の最適化：耐高温性のニッケル系合金材料を使用し、レーザー出力やスキャン速度などの工程パラメータを最適化することで、薄肉の流路構造を高精度に成形します。これにより、流路内壁の粗さが冷却効率の要件を満たすようになります。また、熱処理工程によって部品の機械的性質を向上させ、引張強度は900MPa以上に達します。

3.全工程の迅速な反復：「設計－印刷－後処理－テスト」の閉ループプロセスを確立し、高精度な研磨や非破壊検査工程も同時に実施することで、ノズルの寸法精度を±0.03mm以内に抑え、流路に詰まりや亀裂の欠陥が生じないようにしています。

        洗練された工程体系と高効率な生産能力により、RPSは25日間で3世代分のノズルの開発?納品を完了し、合計12セットの検証用部品を出荷しました。これらはすべて、顧客が行う高温高圧試験や疲労サイクル試験など、宇宙機関レベルの厳格な検証を一括してパスしました。チームでは専任者を配置して顧客からのテストフィードバックに対応し、修正意見が届いたその日に調整?印刷を行うことで、24時間以内の迅速な対応と改良を実現しています。

        最終的に、RPSは顧客がノズルの研究開発?検証サイクルを短縮し、単品製造コストを削減するのを支援し、モデル開発プロジェクトが計画通り次の段階に進むことを確実にしました。この事例は、金属3Dプリント分野におけるRPSの技術的優位性と迅速な対応力を十分に示しており、専門的かつ効率的なサービスによって顧客の航空宇宙向けモデル開発を支え、顧客から高い評価と長期的な協力意欲を得ています。