CW Trending Episode 4：Oribi Compositesが語る熱可塑性複合材とホイール革新

このCW Trendingエピソードでは、Oribi Compositesのマット・クリステンセン氏が、コロラド拠点の熱可塑性複合材ファブリケーターの起源、同氏の役割、現在の製品とプログラム、熱可塑性複合材ホイールの真の可能性について語ります。

トランスクリプト

ジェフ・スローン

皆さんこんにちは、CW Trendingへようこそ。私はジェフ・スローン、CompositesWorld編集長です。今日はマット・クリステンセンさんをお迎えしています。マットはOribi CompositesのセールスVPです。こんにちは、マット。

マット・クリステンセン

嘿、ジェフ、招待ありがとう。

ジェフ・スローン

ここに来てくれてありがとう。まず最初に、おめでとうと言いたい。OribiはCompositesWorld年間複合材ファブリケーター調査でトップ10ショップに選ばれました。あなたとOribiにおめでとう。公式発表はもうすぐですが、今ここでこの栄誉をお祝いさせてください。

マット・クリステンセン

おお、素晴らしい。機会をいただき感謝します。国内トップショップのリーダーたちの中でノミネートされ、考慮されたことは光栄です。スリルを感じています。

ジェフ・スローン

我々もスリルです。トップショップなら、もっと詳しく知るべきでしょう。まず、Oribiがどこにあり、複合材で何をしているか教えてください。

マット・クリステンセン

ええ、もちろん。Oribiは2008年、ジャック・ウィルフリーによって設立され、コロラド州デンバーにあります。あなたの北側ですね。デンバー北東に50,000平方フィートの施設を持っています。Oribiの具体的な焦点は、連続繊維強化熱可塑性樹脂のポテンシャルを解き放つことです。業界では多くの企業が熱硬化性から熱可塑性へ移行しましたが、我々はこの12年間、最初から熱可塑性のみに焦点を当ててきました。

ジェフ・スローン

最初から熱可塑性に注力した原動力は何だったのですか？

マット・クリステンセン

良い質問です。我々のオーナー、ジャック・ウィルフリーは重工業、大型金属加工、産業用ポンプなどの長い歴史と家系を持っています。彼は複合材への情熱を持っていました。もう一つの情熱は自動化とロボティクスです。自動化・ロボティクスと熱可塑性を組み合わせると、非常に速いサイクルタイムが得られ、Oribiにとって非常に興味深いアプローチになります。そのロボティクスと自動化プロセスを通じて、我々は今「レートターゲットアプローチ」と呼ぶものを見ています。顧客が複合材をやりたいが、航空宇宙以外の多くの業界で非常に高い生産量が必要な場合、その溝をどう埋めるか。そこがJackとチームが当時Oribiを最適に位置づけたと感じたところです。それ以来、それを構築し続けてきました。

ジェフ・スローン

材料、繊維、部品製造に用いるプロセスについて教えてください。

マット・クリステンセン

もちろん。実際に原材料のサンプルを持っています。見えるかわかりませんが、我々が使用する材料の大半はプリインプレグネートされた単方向連続繊維強化熱可塑性テープです。テープ形状で、幅12〜13インチ、大きなロールで供給されます。これらのテープを単方向繊維として使用し、部品を戦略的に設計して特定の属性を持たせます。つまり、ある方向にはねじれフレックスを持たせ、別の方向では剛性と強度を持たせるなど、単方向テープを用いて部品が果たすべき役割に合わせて正確に設計でき、材料やその他リソースを無駄にしません。部品に必要なことを非常に精密に把握し、非常に興味深い部品を作れます。

ジェフ・スローン

そのテープ形状から最終製品へ変換するプロセスは？

マット・クリステンセン

良い質問です。通常4段階プロセスです。最初にこれらのテープを活用し、自動テープ積層ソリューションで、部品設計に応じてほぼ無限の繊維角度と必要な積層構造でテープを積層します。ロボティクスで自動化されたフォーマットで積層します。次の段階は緻密化で、ブランク（大体長方形や正方形）を取り、ボイドと隙間を除去し、後の加工を容易にします。そこから、ほとんどの場合2ピースマッチドメタルツールにブランクを移し、溶融直前の温度まで加熱して金型に入れます。プロセスはスタンプ成形と熱成形の組み合わせのようなものです。その結果、フラッシング付きの形状が得られ、トリミングステーション（複数のCNC、現在は3軸、6軸、12軸ウォータージェット）で最終形状・プロファイルに仕上げます。その全工程のタクトタイムは積層構造と複雑さによりますが、1〜3分程度です。航空宇宙と大量生産自動車の間（高生産量と厳しい公差が必要）に焦点を当てる我々にとって、タクトタイムは化学反応ではなく、いかに速く熱を部品に出し入れできるかによるため、非常に大量の製品をサイクルできます。これらすべての要素が再び熱可塑性への強い注力につながりました。

ジェフ・スローン

ブランク製造について、その設備は購入したものか、社内開発か？

マット・クリステンセン

すべての設備は社内で開発されました。市場には多様な自動テープ積層ソリューションがありますが、我々が取り組んできたのは、あの4工程すべてを作り、1つの製造セルに統合しようとすることです。テープ積層ソリューションは確かに不可欠で、あの速度を維持するために非常に高いパフォーマンスが必要です。しかしすべて社内で構築・設計しています。今ではそれらのセルをさらに統合し、各段階を1つのセルにまとめようとしています。非常に高いレベルで言えば、ジェフ、原材料が入って完成品が出てくる、それが我々のユートピアです。

ジェフ・スローン

ブランク製造と成形の統合、それともすべてのプロセスを新しいセルラーユニットで統合して原材料を投入し完成品を出す、という話か？

マット・クリステンセン

現時点ではすべてセルベースです。まだ4つの明確なプロセス部分があります。しかしそれらのプロセスを非常に近接させ、ロボットがセル内で材料を移動できるようにすることで、それらすべての実践を非常に小さなスペースに収めています。今ではプロセスを分解してその方向で拡大するのではなく、施設全体でより多くのセルを構築することに注力しています。

ジェフ・スローン

樹脂システムは主に何を使っていますか？

マット・クリステンセン

良い質問です。材料に戻ると、繊維は90%、いや99%の確率でガラスかカーボンファイバーです。樹脂システムは非常に幅広いです。ポリプロピレン、低グレードPEEKからピーク、低融点PEEKまで幅広く、私は樹脂マトリックスのミドルレンジで多くの作業をしています。高温PPS、ナイロンファミリー（PA6、66、12）が多く、PPSもかなりあります。

ジェフ・スローン

Oribiのスイートスポットは自動車の生産量と航空宇宙の品質・生産量の間だと話していました。どんな用途に取り組んでいるか、経験があるか教えてください。

マット・クリステンセン

我々は幅広いさまざまな業界を見ています。確かに航空宇宙と大量生産自動車は複合材業界で最も知られています。しかし我々は軍事・法執行・安全分野（ヘルメット、バックパックフレーム、それらの空間での構造コンポーネント）に多くの時間と労力を費やしてきました。医療・ヘルスサービス（車椅子、医療分野のその他コンポーネント）、産業エネルギー（石油・ガス、再生可能エネルギー）、スポーツ・レクリエーション（デンバーにいるため、スケートボード、スノーボード、スキー要素など幅広いコンポーネント）、そしてもちろんサイクリング業界で、軽量、タフ、極限環境対応が必要な非常に興味深いコンポーネントを見出しました。ここ数年、自然と競合が手を出していない領域、航空宇宙と大量自動車の間に焦点を当てられるようになりました。

ジェフ・スローン

以前話していたように、最近の用途の一つが熱可塑性ホイールです。それについて教えてください。ホイールは複合材業界では大きなトピックですが、主に熱硬化性側で、熱可塑性ホイールは少し異なります。

マット・クリステンセン

少し異なります。いくつか例を持っています。ホイール業界の鍵は、材料を必要な場所に配置しながら廃棄物を減らすことです。我々には「スピンプロセス」と呼ぶプロセスがあり、単方向熱可塑性材料を必要な場所に正確に配置できます。マルチヘッドマシンで円形に巻き回し、ホイール型構造を作ります。サイクリングスポーツ（マウンテンバイク、ロードバイクなど）で非常に良い実績があり、その基盤をパワースポーツ業界へ展開しています。ATV、UTV、ゴルフカートなどを見ており、設計面から何ができるか少し賢くなれば、徐々に自動車へも進出すると思います。スピンプロセスは、これらすべての業界が必要とする高スループットを維持しながら、材料を正確に必要な場所に配置できます。予備テストでは、同サイズアルミホイールの半分の重量を実現し、インパクトテストやその他圧力・回転疲労テストではアルミニウム、さらには一部ケースでは鋼より優れています。この技術に強気で、我々にとって理にかなった市場へ進出しようとしています。

ジェフ・スローン

スピンプロセスについてもっと教えてください。自動配置だけなのか？詳しく。

マット・クリステンセン

スピンプロセスの違いは、円形フォーマットでの自動テープ積層ソリューションです。我々が見るすべてを2つのレンズで見ています。一つは使用材料量、廃棄材料を減らすこと（コスト上昇の要因）。もう一つは全体製造の速度を維持すること（タクトタイムを低く保つ）。そして非常にタイトな公差で行うこと（ホイールはあらゆる分野で非常にタイトな公差が必要）。スピンプロセスの残りは非常に似ています。緻密化、成形、トリミングを経ていきます。魔法はその円形構造を速く、タイトな公差で作ることにあります。

ジェフ・スローン

熱可塑性は複合材業界でエキサイティングでホットな材料になってきました。長い間存在してきましたが、過去10年でより注目と成長を得ています。Oribiがそれを活用したようです。複合材分野での熱可塑性の未来についてどう思いますか？ホイールでの機会は明らかですが、それ以外では？熱可塑性の成長展望、拡大機会についてどう感じますか？

マット・クリステンセン

当然、私はかなり強気です。それが我々の焦点だからです。しかしそれ以外にも、業界に5〜6年いて、熱可塑性がどこから来たかを聞き、学ぶ中で面白いと感じるのは、広い意味で言えば熱可塑性は「不良設計の修正」から来たということです。一般プラスチックの不良設計における選択的補強として。単方向熱可塑性を特定設計に入れて修正し、そこから材料を活用して最初から意図的に部品をエンジニアリング・設計する空間へ移行しました。そうすることで、往々にして過去より軽量、薄肉な部品が作れます。スポーツ・レクリエーションから軍事まで幅広い業界で、物事をより軽く、タフに、強くするという欲求があります。熱可塑性をどう活用してその顧客ニーズを満たすか。それが我々がそれらの要素を取り入れる自然な方法だと考えます。そしてもちろん、幅広い業界が必要とする大量生産を実現することです。

ジェフ・スローン

Rebuildについて教えてください。OribiはRebuildから投資を受けましたね。パンデミック中か直前か？リショアリング要素があると聞きます。その関係性とRebuildとは何か説明してください。

マット・クリステンセン

Rebuild ManufacturingがここOribiの親会社です。数年前に投資を受け、主に製造拡大のためでした。さらに良い方向に転じたのは、Rebuild製造チームのリーダーたちが、製造を米国に戻す「リショアリング・オンショア製造」を考慮し始め、それが究極の望みだということです。鍵は、COVID、あらゆる業界で様々な理由による大規模サプライチェーン問題があったことです。しかしこのチームは業界の巨人たちで、長年活躍してきました。彼らの焦点と目標は製造を米国に戻すこと。エンジニアリング設計・開発から製品統合、コンポーネント製造、フル組立、フル受託製造、ピック・パック・プル、配送まで、サプライチェーン全ラインの機会があります。数年前まで多くの業界で米国ではできなかったことです。Rebuild Manufacturingがそれを変えています。OribiはRebuild Manufacturingグループ内の最初の柱の一つで、現在はAdvanced Materialsグループに属しています。Steve Meade率いるこのグループには、熱可塑性に焦点を当てたOribi、熱硬化性に重点を置くComposite Resources（ノースカロライナ/サウスカロライナ州シャーロットエリア）、タイトな公差・高精度金属（チタン等）のCutting Dynamics（クリーブランド）、そして最近加わったDapper Engineering（ニューハンプシャー州）でエンジニアリングリソースを補完しています。過去7ヶ月で買収ラッシュでしたが、すべてがうまく噛み合い始めています。単一の複合材製造タイプに孤立せず、真の顧客ソリューションとして、必要な材料とプロセスを判断し、最終的にソリューションを提供します。短期間ですが非常に成功し、市場で好評です。

ジェフ・スローン

異なる分野の専門知識を持つRebuild傘下の複数企業があるため、顧客はニーズと材料・設計要件に応じてリソースを活用できる統合的アプローチになりそうですね。

マット・クリステンセン

まさにそうです。設計、エンジニアリング、製造のワンストップショップがすべて米国にあるという明確な利点があります。サプライチェーンが数ヶ月の輸送や他の障壁（タイムゾーンなど）で止められることはありません。その顧客サポートは重要です。意味ある雇用と製造基盤を米国に戻すという献身も。我々はその特定タイプのパートナーシップに非常に強気です。

ジェフ・スローン

まだまだこれからですね。

マット・クリステンセン

もっと来ます。常にもっと来ます、退屈な瞬間はありません。

ジェフ・スローン

さて、今日CW Trendingに参加してくれてありがとう。再びCWトップショップ選出おめでとう。

マット・クリステンセン

素晴らしい。招待ありがとう、ジェフ。また選出ありがとう。オフィスに飾るのを楽しみにしています。

ジェフ・スローン

では、近いうちに直接お会いできるのを楽しみにしています。

マット・クリステンセン

いいですね。また近くで会いましょう。バイバイ。