- オークリッジ国立研究所は、サプライチェーンの問題解決に向けて先進製造技術の導入を推進している。
- 米国工業は操業上の障害に直面しており、サプライチェーンの不安定さと労働力不足がインフラに影響を与えている。
- M2INDは、先進技術の障壁を取り除き、研究室での成果を工場での実用化に結びつけることを目標としている。
- ORNLはアイダホ国立研究所と協力し、デジタル認証方法の標準化を進め、部品認証の迅速化を図っている。
オークリッジ国立研究所（ORNL）とその産業界のパートナーは、重工業用3Dプリンティングや人工知能を活用した自動化などの先進製造技術を導入し、米国の産業サプライチェーンの問題解決に取り組んでいる。例えば、テネシー州にある先進的な施設では、「MedUSA」と呼ばれる三本腕のロボットが、溶融した鋼材を誘導しながら、3×5フィートの原子力圧力容器の製造を行っている。その近くでは、従来の木材ではなく、強化プラスチックを使用した12フィートの衝撃吸収装置の大型モデルが製作されている。これらは米国の産業の未来を予見する実践的なテストである。
米国の産業部門は、深刻な操業上の障害に直面している。これらの障害は不安定なサプライチェーンと熟練労働者の不足に起因し、水力発電などのインフラ分野での極端な遅れを引き起こしており、主要なカスタム部品の取得にかかる時間は10年を超えることもある。
M2IND会議の目標
350人以上のリーダーたちがORNLに集まり、材料と製造のイノベーションの日（M2IND）に参加した。彼らは先進製造技術の導入を加速する方法について議論した。M2INDの目標はシンプルで野心的なものである。それは、先進技術の導入を遅らせる行政上および技術上の障壁を取り除き、研究室での成果を工場での実用化に結びつけることだ。MDFディレクターのライアン・デホフ（Ryan Dehoff）は、「私たちは産業界の意見を確保し、私たちの研究を導き、オークリッジおよび製造実証施設（MDF）の仕事が米国の製造業者にとって価値のあるものになるようにしたいと考えている。また、商業化に必要なサプライチェーンも考慮している。」と述べている。
このイベントでは、大型3Dプリントされた原子力構造物が2つ展示された。研究者はメイン大学と協力して、ガラス繊維ポリマーの衝撃吸収装置のモデルを作成した。この大型コンポーネントは、輸送中に使用済み核燃料容器を保護するために使用され、従来の木製デザインを置き換えるものである。科学者たちはまた、三本腕のロボットシステムを使用して、複雑な円頂幾何学形状を持つ鋼製圧力容器をプリントした。このプロジェクトは、付加製造が通常生産上の問題を抱える大型金属部品を生産する方法を示すものである。標準的な原子炉容器は、大型鍛造と溶接を使用しているが、国内生産能力の深刻な制限に直面している。
この3Dプリントされた容器は、付加製造が実行可能な代替案であるかどうかの評価として機能する。
サプライチェーンのレジリエンスの必要性
参加者たちは、レジリエントなサプライチェーン、代替材料、およびより迅速な部品認証の必要性を強調した。また、製造と人工知能、ロボット工学、デジタルエンジニアリングを組み合わせることも呼びかけた。新しいパートナーシップが急速に形成され、研究室での研究を製造業者にとって実用的なツールに変換することを目的としている。エネルギー省の4つのオフィスの代表者や国防当局者が、エネルギー製造および技術分野の指導者と共同でイベントに参加した。参加者たちは、米国の産業が直面するいくつかの重要な障壁を特定した。これには、大型金属部品の国内生産能力が限られていることや、長期の部品納期などが含まれる。
ORNLは、重要な産業パートナーシップを形成し、研究を実用的な工場応用に結びつけている。
しかし、フォーラム参加者が繰り返し強調したように、部品をプリントすることは戦いの半分に過ぎない。その現実世界での使用認証を得るプロセスは、しばしば勢いを失う。このギャップを埋めるために、ORNLはアイダホ国立研究所との共同研究を発表し、異なる施設のデジタル認証方法の標準化を目指している。研究者は、規制当局が必要なデータを迅速に提供し、3Dプリントされた原子力およびエネルギー部品の認証にかかる時間を数ヶ月以内に短縮することを目指している。彼らは、建設プロセス中にリアルタイムセンサー、機械学習、および欠陥追跡アルゴリズムを使用してこの目標を達成することを計画している。
SLBやKairos Powerなどのエネルギー大手との新たなパートナーシップの締結は、明確な推進方向を示している。米国は、国内製造基盤を再構築するために、急いでおり、その取り組みは研究室での仕事から始まっている。
米国工業再建の重要な課題
米国工業は、サプライチェーンの大きな課題に直面しており、これは製造業の運営効率だけでなく、インフラ建設にも遅れをもたらしている。オークリッジ国立研究所の取り組み、特に3Dプリンティングのような先進製造技術を通じて、変革の可能性を示している。同時に、代替材料やより迅速な部品認証の必要性が強調されていることは、現在の工業エコシステムの脆弱性を浮き彫りにしている。オークリッジ国立研究所とそのパートナーは、重要な産業パートナーシップを構築することで、この変革を加速し、米国の製造能力と競争力を強化することを目指している。