複合材料のマスタリング：航空宇宙OEM向け効率的生産戦略

商用機需要に対応するため生産スケールアップ競争が激化する中、最高の飛行機を作る単一の方法はありません。航空宇宙OEMが材料とプロセスのすべての選択肢を検討する中で、熱硬化性（TS）および熱可塑性複合材（TPC）、さらにはドライカーボンファイバーファブリックやセラミックマトリックス複合材（CMC）など、他の選択肢への革新的応用が継続して見出されています。

ルービックキューブのような最適化課題

各部品に必要な性能と品質を、最低総取得コスト（TCA）で実現するための材料とプロセスの最適な組み合わせを決定することは、ルービックキューブを解くようなものです。各サプライチェーンパートナーはOEMと協力し、キューブの異なる面を揃え、全体として安全で高性能、燃費効率が良く、快適な航空機を航空会社にオンタイムかつ収益性高く届けることを目指します。

先進材料と製造技術の進化に伴い、パラダイムは常にシフトしています。翼、胴体、ストリンガー、内装部品、エンジンなど、あらゆる航空機コンポーネントと部品について、連鎖的な検討事項があります。どの材料が用途に適しているか？パッドプライ、スプールスリットテープ、チョップドフレーク、バイアスプライなど、どのようにフォーマットできるか？フォーマットされた材料と相性の良い積層技術は何か？ハンドレイアップ、ロボット積層（自動テープ/ファイバープレイスメント形式）、プリフォーム、クローズド圧縮成形など。

各材料・プロセス（M&P）パスがもたらす可能性

各M&Pパスは魅力的な可能性をもたらします。セラミックマトリックス複合材は高温用途での金属置換を可能にします。熱可塑性樹脂はリサイクル性、溶接性、高速加工、全体的な材料ハンドリングの簡素性で注目を集めています。常温で安定し、熱硬化性材料ほど職場環境汚染物質の影響を受けません。ドライファブリックも冷蔵保管から解放され、追加の加工オプションを開きます。そしてもちろん、熱硬化性樹脂は確立されたコストと実証済み拡張性で、高品質・一貫した部品形成の試行錯誤済みソリューションを提供し続けています。

コアコンピテンシーの活用

選択したM&Pパスそのものと同様に、優れた実行も重要だと主張できます。アウトオブオートクレーブ（OOA）ソリューションでサイクルタイムを短縮しても、プライが欠落していたり間違った順序で積層されれば、製造プロセス全体をやり直すことになり、意味がありません。各サプライチェーンパートナーが自社の専門的役割とコアコンピテンシーに集中し、その役割が最終製品目標の達成にどう寄与するかを理解できれば、全員が勝者になれます。

例えば、効果的なフォーマッティングパートナーは、航空機メーカーやティアサプライヤーの要件にカスタムテーラードされた多様な材料を、社内生産より高品質・高速・低TCAで提供できます。今日、これにはスリッティング、スプーリング、ナイフ切断、ウォータージェット切断、機械加工、チョッピング、プリフォームプライ積層、キッティングなどが含まれ、下流の自動・半自動・手動製造プロセス向けのフォーマットで提供されます。

アウトソーシング製造パートナーは、OEMが大量生産ソリューションにスケールアップする前に、異なるM&Pオプションを実験するのを支援できます。堅牢なアウトソーシングフォーマッティングインフラを利用できれば、航空機メーカーは理論を「鍛え」、期待に合わないものを除外し、機能するものをスケールアップする、製造版「ジム会員権」を手に入れることになります。自社で「ジム」や試験施設を立ち上げるコストと手間の一部で済みます。

OEMとティアサプライヤーは、材料の情報管理をフォーマッティングパートナーにアウトソースする機会があります。これには、ベンダー管理在庫プログラムの予測分析、自動プリプレグアウトタイム追跡、材料試験・認定データの管理が含まれます。

これらの能力に専用の設備、技術、人材を投資することで、マテリアルフォーマッターはサプライチェーンパートナーをこれらの責任から解放し、彼らがコアコンピテンシーにリソースを集中できるようにします。そして航空機設計・組立のイノベーターがまさにそれだけに集中できるとき、次世代航空宇宙の進歩において空は限界ではありません！

著者紹介

Michael Quarrey氏はWeb Industriesの航空宇宙オペレーション担当バイスプレジデント。30年以上のマネジメント経験を持ち、高エンゲージメント・高パフォーマンスチームの創出に注力。ダートマス大学システムダイナミクス修士、ウースター工科大学コンピュータサイエンス学士。連絡先：mquarrey@webindustries.com

Ben Winters氏はWeb Industries Inc. CAD Cut Servicesのジェネラルマネージャー。航空宇宙顧客との協業で25年以上の経験。Web Industriesは航空宇宙製造用カーボンファイバー複合材等の精密フォーマッター。Winters氏とWebチームは製品開発初期からOEM・ティアサプライヤーと連携し、顧客の材料・機械・製造プロセスミックスに最適化されたフォーマッティングソリューションを考案。連絡先：bwinters@webindustries.com