高公差航空宇宙部品の精密加工

Rapid DTMは、社長Tim Allard氏によって2002年に一人で創業されました。Hitchiner Manufacturingのような大手企業で働いた経験があり、高速Roku Roku、ハイエンドMakino、Heidenhain制御の5軸Hermleマシンなど、印象的な設備で機械技師としてのスキルを磨く機会がありました。しかし、自社では当初主にエンジニアリング業務を行い、最初に購入した設備は三次元測定機（CMM）でした。

Allard氏は説明します：「品質側からビジネスを構築しようと考えました。これは他の誰もやらない逆のアプローチです。その結果、ISO認証を取得できました。私たちの規模のショップで、ゲートから出てすぐISO認証を取得できるのは珍しく、この規模で持っている会社はごくわずかです。これは高公差航空宇宙部品の加工に理想的です。」

2004年までに、Allard氏は再び高速加工技術をリサーチしていました。地域の金型メーカーがシンカーEDMを持っており、電極用グラファイト加工の需要を見込んだからです。氏は回想します：「グラファイト加工に適したマシンを探していて、ウェブ検索でDATRONがヒットしました。DATRONを訪れ、マシンを見て数字を確認しましたが、当時はタイミングが合わず導入できませんでした。良いフィットだとわかっていたのですが、タイミングが合わなかったのです。」

その間、Allard氏は30,000 RPMスピンドル、BT30テーパー、高速加工パッケージ付きHaas VF-1を購入しました。仕事は安定していましたが理想的ではありませんでした。「初期には、3/4インチエンドミルで大きなアルミハウジングを荒取りする仕事ばかりでした。数年間そんな仕事でしたが、大して儲かりませんでした。」

しかし、以前の雇用主Hitchiner Manufacturingが彼のいた部門を閉鎖し、彼の下で働いていた25人の従業員が他社に就職したことで状況は一変しました。Allard氏は言います：「彼ら全員が私の顧客になり、そのうちの一人がBAE Systemsに行き、そこが最初のきっかけになりました。」

高公差航空宇宙部品加工への特化

現在、BAE Systemsやバージニア州ハーンドンのFibertekなどの航空宇宙業界顧客が、Rapid DTMのビジネスの95%を占め、非常に収益性が高いことが証明されています。2016年、Allard氏は会社の焦点を、業界が要求する厳密な仕様での小型部品製造というニッチビジネスに絞ることを決断しました。「自分たちの得意分野に集中し、それ以外を捨て去りたかった。大型VMCが2台、大きなHaas VF-5と大きなDoosanがありましたが、これらを手放し、小さなHaasを補完し、この小さなニッチスタイルの仕事、つまり一マイルも突き出すような小さなカッターを使う、そこでは本当に回転数を上げて精度を保持する必要がある仕事に対応できるマシンをもう一台導入することにしました。」

そこでDATRON M8Cubeを購入し、測定業務にも多額投資して計測能力を倍増させました。CMMに加え、ビジョンシステムを導入し、一部の仕事は純粋な計測/CMM業務です。例えば、DMG Moriのマシンで作られたデモパーツの検査や、他の機械加工屋のパーツ測定などを行っています。Allard氏はCMMの専門性で評判を築き、CMM機器を購入しているHexagon MetrologyのCMMトレーニングまで請け負っています。Hexagonの別の顧客である大手機械加工屋をトレーニング中に、彼らが非常に小さな工具で鋼を切削するフライス加工で苦戦していることを知りました。Allard氏は、最大12,000 RPMのフライス盤ではその任務に耐えられないと説明しました。DATRONなら加工できると伝えると、「DATRONって何？」と聞かれました。彼は説明しました：「この手の仕事の問題は、工具がすぐに摩耗することです。熱に耐えられないからです。特にこのタイプの鋼は加工硬化しやすいので、素早く入り、素早く出る必要があります。」 この説明を受け、彼らはAllard氏に仕事を依頼しましたが、彼は自社でDATRONを導入することを提案しました。「手伝いたくないわけじゃない。ただ、私たちはこれ以上仕事を探していません。今12週間先までスケジュールが埋まっていて忙しいんです。DATRONマシンだけで週5日10時間、土曜日5時間稼働しています。」

これまで運用してきた他のマシンとDATRONを比較して、Allard氏は言います：「明らかにスピンドル回転数では、ほとんどのメーカーが出しているものより高いです。Haasは15,000 RPM以上を出していませんし、このサイズの他のマシンもDATRONのようなスピンドル回転数を出していません。その上、DATRONの精度は本当に素晴らしい。すべてCMMでチェックしていますが、DATRONから出てきたパーツの真円度をチェックする動画をアップしています。だいたい4ミクロンです。」

Allard氏は、ジョブショップとプロトタイピングショップに大きな違いはないと感じています。プロトタイピングであっても、後々短納期生産ジョブになる可能性が高いからです。例として、2年前に5個のプロトタイプから始まったBAEパーツを指摘し、この日は35アセンブリを生産中です。「オリジナルプロトタイプを作った私たちなので、量産注文のときには、その仕事をできる唯一の適格企業でした。パーツの性質上、少し普通じゃないし、複雑、3D形状、厳公差、少量生産、多くの人が手を出したがらない分野…それが私たちの好むところです。」

航空宇宙業界に特化しているため、Rapid DTMのDATRONマシンは通常アルミニウムを加工しますが、303ステンレス、17-4ステンレス、6AL-4Vチタン、G10、大量のデルリンも加工しています。BAE Systems向けパーツは様々ですが、共通点があります。MIC-6アルミブロックで、約5インチ×3インチ×0.5インチ厚。そこにかなり深い微小垂直スロットを切削します。Allard氏は説明します：「本来ありえないほど長く突き出した極小工具を使っていますが、これが長年やってきた私の専門分野です。」 数年前、このパーツを作り始めた頃は、Haasマシンオペレーターが1個作るのに約10時間かかっていました。CAM技術の進化、特にレストマシニング（残材加工）が可能になったことで、Haasで約5〜6時間まで短縮できました。

Allard氏は言います：「しかし、このジョブをDATRONに移したら、サイクルタイムが約2.5時間まで下がり、50%以上の改善を達成しました。」

Rapid DTMのプロトタイピングと短納期生産では、多くのパーツが短サイクルタイムのため、クイックセットアップが不可欠です。Allard氏は言います：「すべて少量生産です。直近4日間のジョブではサイクルタイム44秒なので、パーツを出し入れするだけ…正直、これが好きな仕事ではありません。M8Cubeのセットアップが速く簡単なのは大助かりです。」 DATRON M8Cubeの加工エリアは十分な40インチ×32インチで、バイス、空圧クランプ、バキュームチャックなど複数のセットアップが可能です。これにより製造業者は変化するニーズに適応し、迅速に段取り替えできます。Rapid DTMのマシンにはベッド前面に切り欠きがあり、特に長い/高いワークの端面加工用に垂直クランプが可能です。

M8Cubeの広い加工エリアについて、Allard氏は言います：「数日おきに違うジョブがDATRONで走ります。それが私の仕事の性質です。プロトタイピングの挑戦でもあります。バイス、バキュームチャック、工具をセットアップしなければなりません。BAE Systemsの連中がM8Cubeを見学に来ると、最初に言うことの一つが、『このサイズと重量のマシンで、これだけのXYストロークがあるのか』です。」

Allard氏はM8Cubeの精度と内蔵Renishawプローブの品質にも極めて感銘を受けています。「計測業務の一環としてプローブ技術を永年使ってきました。HaasにもRenishawプローブがあります。しかし、二つのシステムの違いとDATRONの利点をデモしています。HaasでもDATRONでできることはすべてできますが、いくつか別のマクロが必要かもしれません。DATRONでは、プローブメニューが遥かに大きいです。同じサイクル内でできることが遥かに多いからです。

例えば、昨日ソフトジョーを使いました。二つのバイスジョーの間に隙間があります。後ろのバイスジョーの上面からZゼロを取り、そのバイスジョーの中心線をXゼロ、二つのジョーを跨ぐ外側をYゼロにしたい。Haasなら、これは2つの異なるサイクルでやらなければなりません。Web XとZを一つのサイクルでやり、スピンドルをY方向の中心線まで動かしてからWeb Yサイクルを実行する必要があります。一方、DATRONではメニューの構成上、XとYをオフセットしてZをプローブし、YをオフセットしてXをプローブできます。Haasの内蔵Renishawサイクルにはそれらのオプションがありません。私の知る限り、DATRONプローブほどの柔軟性を与えるプロービングシステムは他にありません。」