高度な5軸加工が精密医療部品製造を支える
2020年初頭、ミネソタ州の小規模ショップM5は、Kern Micro Vario 5軸工作機械を購入し、微細加工能力を拡張しました。まもなく2台目を導入。
この導入によりM5の精度と公差限界が押し上げられ、多くの必須医療機器メーカーにとって不可欠なベンダーへと成長しました。現在4名のショップで、ワクチン用マイクロ流体モールド、脳外科手術用工具部品、ペースメーカー試作部品のマイクロモールドなどを製作しています。「これまでで最高の投資判断の2つ」とオーナーのジョン・バックルンド氏は断言します。
微細加工ツール
ペースメーカー部品には直径0.005インチ（約0.127mm）の穴が8箇所必要で、無菌要件により人の手で触れられません。バックルンド氏は、この要件を満たすには機械的自動化と機械精度が不可欠だと強調します。
この精度達成を難しくしていたのが熱膨張による加工誤差ですが、Kern機は構造体全体に冷水を循環させ、外部環境より温度安定性を高める構成でこれを克服しました。「これにより、巨大な空調設備などを導入せずに済み、メーカーにとって大きなコスト削減になります」とKern社長のトニ・マンゴルド氏は語ります。
M5のリードツールメイカー兼設計者アレックス・マドセン氏は他のプロセス改善も指摘します。「直径0.003インチ（約0.076mm）のエンドミルを焼入れ鋼に日常的に使用し、鏡面のような仕上げ面が得られます。また第5軸により工具寿命が延びます。5面を一括加工できるため、二次締め付けの治具が不要になるのです」。
動的でアクセスしやすい制御システム
5軸加工経験もMicro VarioのハイデンハインTNC 640制御も未経験だったマドセン氏ですが、初号機納入から1週間半で実ジョブをこなせるようになりました。
「ハイデンハイン制御で最初に気づいたのは、工具交換などにより口語的な言語を使っていることです」とマドセン氏。「手動でGコードを入力しても、プログラミング画面にその内容と注意点の説明が表示されます。工具テーブルが使いやすく、プロービングサイクルも直感的です」。
リモートデスクトップマネージャー機能も搭載され、M5の従業員はリモートで夜間にジョブセットアップが可能です。この機能と、マドセン氏が2台の機械を同時に稼働させながら毎日5〜6種類の異なる部品を手掛ける運用スタイルにより、精密なシミュレーションが不可欠です。オプションのDynamic Collision Monitoring（動的干渉監視）などにより、主軸クラッシュを防止。「コントロール上で部品のフルレンダリングを行うと、Gコードに含まれる0.5ミクロンのズレまで検出されます。超微細部品で超仕上げが必要な場合、コントロール上で検証し、表示を信頼できます」とマドセン氏。
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