金属3Dプリントが変えるロケットエンジン開発——冷却不良に耐えた学生製エンジンと、一体成形で実用化に臨むスタートアップ

今回のLOX/IPAエンジンに先立ち、Eplus3DとUCLロケットチームは英国の学生競技「Race 2 Space 2025」向けに再生冷却式二液推進エンジン「Excelsior」を開発。こちらはアルミニウム合金AlSi10Mgで、EP-M400S四レーザーLPBFシステムで印刷された 。初期世代は亜酸化窒素（N₂O）を使用する設計だったが、その後LOX/IPA方式に移行した 。5kNの目標推力を達成し、同カテゴリーで4位に入賞。17基のエンジン中、全試験を完遂した8基のうちの一つとなった 。

Leap Space——Bighorn打ち上げ機向け「Serrano」エンジン

コロラド州に拠点を置くスタートアップLeap Spaceは、2026年8月、軌道投入用打ち上げ機「Bighorn」の最初の主要ハードウェアとして「Serrano」エンジンを公開した 。主な特徴は以下の通り：

• 燃焼室は単一部品として、大型直接金属レーザー焼結（DMLS） 技術で印刷されている 。
• Serranoは同社独自のデュアルモードLOX/メタン推進系「Cayenne」の派生型であり、飛行実証済みの小型エンジン「Anaheim」を大型化したもの 。
• 設計思想は従来の打ち上げ機と比較して部品点数を約90%削減することを目標としており、ハイサイクル・低コストな製造を可能にする 。
• 同じ中核技術を搭載した弾道飛行機「Bullfrog」は2026年5月に初飛行を成功させており、技術の成熟度を示している 。

Leap Spaceは1生産ラインあたり年間30基以上のエンジンまたはロケット全体の生産を計画しており、AMによる部品統合がその生産性を支えている 。

業界全体の構造的シフト

金属積層造形は、試作から飛行実証済み推進機器の生産へと急速に移行している。複数の企業で以下のような傾向が顕著だ：

• 部品統合：複雑な内部冷却流路、インジェクター、燃焼室全体を単一のモノリシック部品として印刷。従来数百に及んだ溶接・ロウ付け継手を排除し、信頼性を向上させる 。
• 開発速度：一つの印刷工程で燃焼室を完成させることで、設計・燃焼試験のサイクルを劇的に短縮。例えばLEAP 71は、設計から燃焼試験まで3週間未満で達成したと報告している 。
• 重量と効率：CuCrZr合金による適合冷却流路設計（コンフォーマルチャンネル）により、高い燃焼室圧力と温度に対応。アクティブなフィルム冷却を削減できるため、比推力（効率）が向上する。
• 量産規模：複数企業が、AMによる部品削減がなければ不可能だった年間30基以上の生産レートを計画している 。

2つのイベント——学生チームのトラブル対応と、スタートアップの一体成形量産エンジン公開——は、金属アディティブマニュファクチャリングが宇宙推進の現場で「使いこなす技術」として成熟しつつあることを如実に示している。