軍事および防衛産業におけるCNC機械加工のユースケース

製造業の主要な収入源として、防衛および軍事産業は、非常に柔軟で費用効果が高く、信頼性の高い技術に依存しています。世界の防衛費は2019年から2023年の間に約3％のCAGRで成長し、2023年までに2.1兆米ドルに達すると予想されており、ワークフローのさまざまな分野で最新の機械加工ソリューションにも多額の投資を行っています。

軍事機器の一般的な要件は大きく異なる可能性がありますが、いくつかのことが全面的に適用されます。一般に、軍用グレードの機器は、頑丈で剛性があり、過酷な地形でもうまく機能する必要があります。大型機器の多くは金属製で金属部品が必要ですが、医療用品の場所もあります（軍当局、FDA、または地域に応じて適用される可能性のある政府規制によって承認される必要があります）。

防衛アプリケーションは、通信、医療、航空宇宙などの他の業界と交差する可能性があるため、多くの場合、これらの業界に固有のすべての機械加工設備も使用することを意味します。多くの場合、機械は大型で、合金や硬くて耐久性のある金属などの材料を処理できる必要があります。

防衛産業がCNCマシンを実装する方法と、それらがテーブルに独自の何かをもたらす方法のほんの一部を次に示します。

航空宇宙アプリケーション

CNC製造技術の主要なユーザーの1人はロッキードマーティンです。ロッキード・マーティンは、間違いなく防衛製造の最大の名前であるだけでなく、ボーイングとエアバスに次ぐ世界で3番目に大きな航空宇宙企業でもあります。ただし、同社は防衛にはるかに重点を置いているため、他の2つとはわずかに異なるニーズを持っています。ここで精密機械加工技術が登場し、主要部品の精度、プロセスの信頼性、およびコスト削減を実現します。

CNCマシンは当初から軍事用途で使用されてきましたが、最新のミルとドリルは、他のほとんどの製造技術では対応できない独自の機能を提供します。精度だけでも、はるかに斬新な軍事用途が可能になります。たとえば、F35の複合スキンは、レーダーに表示される可能性のある不一致を回避するために、平面の組み立てられた表面が非常に近い公差でフライス盤およびドリル加工されます。

F-35の場合、メーカーはオーバーヘッドガントリーを備えた5軸フライス盤を使用しており、航空機の複合スキンでの精密加工操作に十分なパワーを提供します。また、製造中に部品を保持するアルミニウム製の真空固定具とともに、複雑な炭素繊維強化プラスチック部品を管理します。 1台の機械だけで、航空機のすべてのセクションと製造プロセス自体にさまざまな種類の部品を掘削します。

同様に、ノースロップグラマンは、CNCマシンが目標を達成するための最良の方法であると考えている、もう1つの航空宇宙防衛請負業者です。彼らは、システムを使用するために世界クラスの製造コングロマリットであるジーメンスと長年のパートナーシップを結んでおり、独自に使用するための新しいテクノロジーの開発に多額の投資を行ってきました。 Northrop Grummanの調査によると、CNCマシンが（防衛用途で）満たす必要のある主なカテゴリは、堅牢なマシン設計、工作機械の再現性、工作機械の応答性、環境温度の安定性、安定した機械の基礎です。

Northrop GrummanのHawthorne工場では、2ガントリーの5軸シンシナティ垂直CNCルーターを使用し、調整可能なCNCフィクスチャを使用して、ハードツーリングの構築とセットアップのコストを回避しています。新しいPOGOユニバーサルホールディングフィクスチャ（UHF）の3つの調整可能なベッドにより、100を超える異なる胴体スキンパーツのトリミングおよび穴あけ作業のセットアップ時間が約3分の2短縮されました。これらのシステムは、運用をスピードアップするための重要な部分であり、兵器庫内のNCマシンと連携して機能します。

General Atomicsは、航空機開発において（他の多くの技術の中でも）CNC機械加工を熱心に支持してきました。プレデタークラフトでの彼らの仕事は1つの素晴らしい例です。これは、カリフォルニア州ランチョバーナードの南にある製造施設の1つで、主に炭素/エポキシプリプレグを使用して手作業で積み上げられ、オートクレーブで硬化された全複合航空機として機能します。プリプレグ材料はコンピューター化された切断およびキッティングマシンで切断され、コア切断は5軸CNC切断機で行われます。

武器開発

湾岸戦争までさかのぼってトマホークミサイルを開発するために4軸CNCマシンが使用されました。この傾向は、技術が進歩するにつれてさらに深くなり、1つのワークフローでミサイルのスキンを作成できる大きなワークスペースとボリュームを備えた多軸マシンをもたらしました。精度は別として、そのようなシステムはより頑丈な材料を粉砕できるように多くのトルクを必要とします。言うまでもなく、トマホークのようなミサイルは、大型で頑丈なシステムを必要とします。これらの兵器は、船の移動や潜水艦の状態にさえ耐える必要があるため、かなり強力な材料でも機能する必要があります。

これらを開発するために、レイセオンはFANUCの6軸ロボットを使用しています。これにより、1つの部門で20フィートの巡航ミサイル全体を独自に製造でき、ロボットが大部分の重量物を持ち上げることができます。ご想像のとおり、これは危険な作業であるため、手作業を最小限に抑えることは会社にとって大きなメリットです。したがって、ロボットアセンブリを使用すると、より安く、より速く、より正確になるだけでなく、積極的に安全になります。

ミサイルや車両用の小型部品は、多軸加工技術を使用して常に開発されています。回転式および固定式のスワッシュプレート、メインおよびテールローターハブ、メインロータースリーブなどのヘリコプターコンポーネントはすべて、たとえばシコルスキーの施設でCNCマシンを使用して開発されています。

ハマーH2のような車両でさえ、フライス盤で作られた複数のコンポーネントを使用しています。良い例は、アルミニウムと高公差鋼を使用した前面のグリルです。これらは、CNC機械加工の独自の利点のおかげで、作成と組み立てがはるかに高速です。

検出システムとレーダー技術

防衛および軍事施設には、検出システムと通信デバイスが常に必要です。そのため、それらを提供および維持することは、常に最新の製造技術の使命でした。これは、軍の運用上のニーズの防波堤として使用した場合にCNC機械加工が優れているもう1つの分野です。

レドームとレーダーディッシュの開発には、独特の骨の折れる形状と細かい仕上げが必要です。これは、武器検出システムに必要となる非常に微細な信号を受信できるようにするためです。これは多くの場合、CNC機械加工されたコンポーネントが滑らかで、すべての正しい方法で正確に湾曲している必要があることを意味します。

これらの検出システムとは別に、それらのケーシングも機械加工およびフライス盤加工されています。高い耐久性を持つことは、高速で走行するか、かなりの摩耗に耐える必要がある軍用車両の一部であることが多いため、特に必要になります。レーダーは複数の金属や合金で構成されている可能性があるため、これらを処理するCNCマシンは、テーブルにかなりの汎用性をもたらす必要があります。