先進工具と自動化が新複合材窓井戸「Denali」発売を後押し

Photo Credit: Commercial Tool Group

従来の金属製窓井戸（地下室窓周りのカバー）は時間とともに錆び、井戸の強度を損ない、埋め戻し土（窓設置のために掘削した土を戻したもの）の圧力で崩壊する恐れがあります。RockWell Window Wells（米国ユタ州スプリングビル）は長年、ガラス繊維強化プラスチック（FRP）製窓井戸と関連製品を提供し、典型的な金属製品より軽量で高品質、耐久性、耐温度性、耐衝撃性に優れています。最新「Denali」製品ラインでは、これまで市場にあったものより低コストで美観に優れた複合材オプションを提供することを目指したと、RockWell社長のボーン・クック氏は語ります。「鋼製窓井戸と競合する高品質部品を作りたかったが、耐衝撃性と軽量性などより優れた特性を持たせたかった」と同氏。

RockWellの従来FRP窓井戸ラインは真空支援樹脂移送成形（VARTM）で製造され、「非常に印象的なハイエンド製品で、本物の石のような詳細なモールド石テクスチャーを持つ」とクック氏。約2年前、クック氏とチームはより低価格帯に対応するガラスマット熱可塑性（GMT）窓井戸の新ライン開発を決定。「Denali井戸にはそんな手間のかかる製造プロセスは使えない。プロセスを大幅に高速化し、大幅に低コスト化する必要があった。そこでCommercial Toolに相談した」とクック氏。

RockWellとCommercial Tool Group（CTG、米国ミシガン州グランドラピッズ）は、ミシガン州ノバイのAmerimold見本市で出会いました。クック氏は、大型CNCフライス盤を備え複合材技術に精通した金型メーカーを探しており、さらにプロセスに自動化レベルを加えられる企業を求めていました。

CTGは完璧なマッチでした。大規模CNC加工による金型製造を専門とするCommercial Tool & Die（CTD）と、ダウンライン設備・治具、先進材料搬送システム、ロボットアーティキュレーションを設計製造するCG Automation & Fixture（CGAF）という複数部門を持つ企業だからです。

一連のCADレビューと試作プロトタイプを経て、Commercial Tool Groupはアルミニウム製の大型50,000ポンド（約22.7トン）生産金型2基を製作。RockWellはSolidworksで設計、Commercial Tool Groupは容易にインターフェース可能なSiemens NXシリーズのCAD/CAM/CAEを使用。

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金型セクションは大型アルミニウムビレットから始まり、CTG工場のツィンマーポータルフライス盤で加工されます。Commercial Tool & Dieのエンジニアリング・営業マネージャー、スコット・チェイス氏によれば、典型的な完成金型サイズは幅66インチ（約1.68m）×長さ109インチ（約2.77m）×高さ60インチ（約1.52m）。金型は工程内熱画像カメラで温度変動を監視。構造・サイズ要件を満たすだけでなく、「スコット氏チームは、構造部材を備えつつより美観に優れた窓を作る設計も支援してくれました。金型表面にテクスチャー目地を入れて部品を装飾しています」とクック氏。ロボットアーティキュレーションシステムもCTGが設計提供し、生産時に金型と連動して荷役を行います。

CTGは開発プロセス中に3基の試作金型も製作。金型設計にはSiemens NX CAD/CAM/CAEソフトウェアを使用。CTG史上最大級の生産金型の一つだとチェイス氏。初回コンタクトからRockWellでの初号金型生産まで、プロジェクト全体で1年強でした。

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CTGシステムはRockWellに様々なメリットをもたらします。システムがより自動化されているため、より高い一貫性とトレーサビリティで大量生産が可能。また、3-4社と調整する代わりに1社から必要な情報すべてにアクセスしやすくなり、フローがエラーを最小化し、生産リードタイム短縮とコスト削減につながります。クック氏は、RockWellとCommercialの協力なしでは、スケジュール遅延、コスト増、完成品の仕上がり品質低下が避けられなかったと考えています。

CTGはRockWell施設現場でソフトウェアプログラムとプロセスを調整。「Commercialの自動化システムなしでは、コストと安全リスクが我々の計算では高すぎたため、これら製品の製造は不可能だったでしょう」とクック氏は付け加えます。

「これはRockWellにとってCommercialとの最初のプロジェクトですが、決して最後ではありません」と同氏は結びます。「新Denaliラインの成功に向けた完璧なマッチでした。すでに市場で人気を集めています。」RockWellの窓井戸は各種卸売業者を通じて建設業者とビルダーに販売されています。