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カンフィット:イスラエルの空から地上へ、航空宇宙製造のパイオニア

イスラエルには起業家精神が息づいています。好例がカンフィット社(イスラエル・ミグダル・ハエメク)、ナザレ市近郊に位置します。1986年、軍用ジェット機製造の豊富な経験を持つ航空宇宙エンジニア、シャイ・ファイン氏により複合材工具ワークショップとして設立。今日、カンフィットは主にビルド・トゥ・プリント施設として、一部ビルド・トゥ・スペック業務も手掛け、シャハル・ファイン氏(シャイ氏の息子、カンフィット・エグゼクティブVP、ビジネス開発・マーケティング・セールス担当)が呼ぶ「フィット・アンド・フライ(適合即飛行)」アッセンブリを、複合材・金属両面で製造しています。事業領域は航空宇宙産業(軍事、商用、一般航空)に加え、医療機器、風力エネルギー、レーシング、地上防衛用途まで多岐にわたります。

最高の人材で、すべてを社内完結

「我々はワンストップ・ショップであり、ゼロ・メンテナンス・サブコントラクターだ」とファイン氏。「工具製作、試作、初品検査、そして最終的にはシリアル生産まで、すべての能力を備えていることを意味する。」複合材部品製造技術にはRTM、インフュージョン、プレプレグ手積層、ウェット・レイアップ、オートクレーブが含まれます。製品例は、コックピット・エアフレーム構造、ワンオフ医療機器からチャフ・フレア・マガジン(後述)、試作用革新的工具まで多岐にわたります。

認証にはAS9100Dとナドキャップ。「カンフィットは、RTMプロセスでナドキャップ認証を持つイスラエル唯一の企業だ」とファイン氏。現在地で4年、3,200㎡の建物(前拠点の2倍)で、1階に金属加工、2階に複合材加工を配置。全実験室能力(広範囲)をコストとリードタイム優位性のため社内完備。

しかしシャハル・ファイン氏はCWに語ります。「我々の『存在意義』は、イスラエル北部に質の高い雇用をもたらすことだ。」カンフィットの188名の従業員は、イスラエル生まれと、ドイツ、エチオピア、米国、旧ソ連圏からの移民で構成。「カンフィットは『スタートアップ・ネーション』の縮図だ」とファイン氏。「イスラエルには最高で最も優秀なエンジニアがいると信じている。これに国家の『フツパー(大胆不敷さ)』が合わさり、この競争の激しいビジネス環境での成功の鍵になっている。」

カンフィットはテクニオン(イスラエル工科大学)工学部とも連携し、学生に工具、複合材設計、材料を学ぶ職場体験とインターンシップを提供。フォーミュラSAE支援もその一つ。「工具と部品設計を手伝うが、彼ら自身の手で部品を作らせることを強要する。それがエンジニアとして『より良い部品を設計する』力になると信じているからだ。CATIAでは何でも設計できるが、生産現場では作れないことが分かる。」障害者雇用にも積極的で、環境プログラムも導入済み。

多様な従業員が、同様に多様な複合材・金属部品を生み出します。航空宇宙顧客向けには、ウィングチップ・フェアリング、翼胴フェアリング、翼腹フェアリング、メイン・ランディング・ギア・ドア、レドーム(ビジネスジェット、軍事、防衛プロジェクト向け)。一部はハニカム・コア構造で、これらプログラムで1万品目以上の部品番号を製造済み。

カンフィットは、ボーイング787、エアバスA380、エンブラエルERJ/E2、ボンバルディアCシリーズ/CRJ/グローバル/チャレンジャー、ベル・ヘリコプター・テキストロン(テキサス州フォートワース)向けTier 2(またはそれ以下)サプライヤー。他顧客には、シニア・エアロスペースUK(英国)、エルビット・システムズ(イスラエル)、ゾディアック・イノベーティブ・パワー・ソリューションズ(ニュージャージー州イートンタウン)、プラサン(イスラエル・ササ)、IAI(イスラエル・ロッド)、ラファエル(イスラエル・ハイファ)、BAEシステムズ・ROKAR(エルサレム)、BIRDエアロシステムズ(ヘルツリヤ)、オービット・コミュニケーション・システムズ(ネタニヤ)など。イスラエル空軍(IAF)とイスラエル国防省にも納入。

さらに、複数の大型機密UAVプログラムに部品供給。2013年からはイスラエル宇宙産業向け部品(衛星アンテナ用展開式ディッシュ等)も提供。多数の医療機器も複数クライアント向けに組立済み。

相当なR&D活動も展開し、2018年5月、インガソール・マシン・ツール(イリノイ州ロックフォード)製ロボット・アーム搭載ヘッド付き自動ファイバー積層(AFP)マシンを導入。ファイン氏によれば、高難度部品の試作用。「カンフィットは、自動化複合材加工におけるイスラエルの『AFPナショナル・ナレッジ・センター』の拠点となる。」例として、ドライ炭素繊維をフォーム・コア上に自動積層し、RTMで成形するワンピース構造フレーム(詳細は後述)を挙げます。商用機バルクヘッド・フレーム向け試作です。

別のR&Dプロジェクトは、欧州プログラム「EC Horizon 2020」の下、ナノ・ダイヤモンドを用いた新しい癌検出法を開発するコンソーシアム「ハイパーダイヤモンド」に関わるもの。極めて強力な磁石を用いる技術で、磁石を強力かつ軽量な複合材ジグで保持・拘束する必要がある。「複合材がこのプロジェクトのイネーブラー(実現基盤)となった」とファイン氏。

3Dプリンティング分野にも参入済みだが、現状はチタン等金属粉末のみ。EOS(ドイツ・クライリング)製マシンを使用。ファイン氏によれば、今後金属と複合材の統合に取り組む予定。

有機的成長とデジタル・ツール

見学はカンフィットの品質管理室から開始。インストロン(マサチューセッツ州ノーウッド)製試験機でクーポン試験。小型CNCで試験片切断。「すべての真空バッグ部品で試験片を作り、破壊試験を実施。」ファイン氏によれば、イスラエル開発のAIアプリ「OKAPI」でKPI(重要業績評価指標)を監視、ワークフロー効率化。廊下沿いに従業員KPIデータを掲示し、健全な競争を促進。

数千種類のファスナーが保管された部屋をちら見。「ファスナー担当」が、生産から出てくる部品にジャスト・イン・タイム(JIT)で組立用ファスナー・キットを準備。同廊下に炭素繊維強化部品用とガラス繊維強化部品用の2つの複合材クリーンルーム。バーコードで全生産ルートをトレース。

複合材部品用に新規導入したCNCマシンで、例えばチャフ・フレア「マガジン(長方形多腔部品容器)」をトリミング。これはC-MUSIC商用ジェット防護システムのキーコンポーネント(詳細はCWエルビット工場見学記参照)。肩撃ちミサイルから航空機を守る。チャフはアルミ蒸着プラスチック・フィルム小片の集合でレーダーを攪乱、フレアは小型花火で赤外線誘導装置を攪乱。IAFフィードバックによれば、カンフィット製チャフ・フレアは他社製を上回る性能。製造欠陥による展開失敗はゼロで、8,000個以上を世界各国空軍向けに供給済み。

「CNCトリミング・マシンがその目標達成を助けた」とファイン氏。「国際航空宇宙市場で『選ばれるサプライヤー』になるには、競合優位性と顧客への付加価値が必要。大量生産に必要な新技術プロセスを内製化し続ける。」

2階展示エリアで複合材部品(主に医療プロジェクト)を確認。複合材エクソスケルトン部品、前立腺癌用直腸プローブ(複合材で薄肉化可能)。グライド爆弾用翼も展示。100プライ以上の炭素繊維を使用、「一見過剰だが、剛性要件を満たすため必要」とファイン氏。「RTMで製造し、繊維体積率60%を達成。」

別の展示品は心臓手術用デバイスで、RTM成形ガラス/エポキシ・ドーナツ形状に同一平面上に整列した銅コイルを封入。極めて厳しい公差(±0.01mm)で製造。「RTMプロセスで±5ミクロンの寸法精度が出せる。航空宇宙複合材業界では過小評価されている技術だと思う。」

カンフィットがRTMを好む理由は、ドライ繊維と注入樹脂を用いるためプレプレグより材料コストが低く、許容ボイド含有率で硬化部品をより速く製造できるから。ファイン氏追記:「オートクレーブ部品はオーバー・デザインされすぎ、例えばフェアリングは荷重が小さい。オートクレーブからRTMへ移行した部品もある。RTMは基本的に『貧者のオートクレーブ』。柔軟性が高く、サイクルタイムは顧客と必要生産率次第。熱と高速サイクルも、常温硬化も、ビジネス・ケースに合わせて選択可能。」

AIベースのワークロード管理

もう一つのタイムセーバーを紹介。生産現場は同時に約4,000ワークオーダーを処理可能。各ワークオーダー(トラベラー)にBluetoothセンサーを取り付け、トレキーアイ(イスラエル・テルアビブ)開発のAIソフトウェア・システムと接続。センシング・システムが全センサーを追跡し、トラベラーが間違った場所にあるか紛失した場合にアラート発信。「RFIDタグは使えなかった。建物内に金属が多すぎるため。このシステムで生産プロセス全体が大幅に合理化された。」

完成部品物理試験ラボへ。技術者が指摘:すべてのオートクレーブ硬化複合材部品は検査と非破壊試験を実施。計測エリアを経て最終検査エリアへ。超音波試験実施。オリンパス(マサチューセッツ州ウォルサム)製Aスキャン機2台でNDT、ファロ・テクノロジーズ(フロリダ州レイク・メアリー)製ファロアーム、クレアフォーム(カナダ・ケベック州レビ)製レーザー・スキャナーを使用。ファイン氏によれば、カンフィットの実験室能力には、物理特性試験(繊維体積率、ボイド含有率、樹脂含有率、密度)、機械的特性試験(短ビームせん断強度、クライミング・ドラム・ピール、圧縮強度、引張強度)、追加試験(フラットワイズ、ラップ・シアー、4点曲げ)が含まれる。

機械加工エリアへ。ハース(カリフォルニア州オックスナード)製VF 4SS加工センター複数台。別の高速CNCルーターがシート材料を切削中。エボニック(ドイツ・マール)製ロハセル・フォームを切削。1切削サイクルで40品目をネスティング可能。研磨エリアと塗装ブース、アルミニウム・アルダイン(防食処理)用化学処理エリアも同所に。金属加工工程で使用した水はすべて回収・リサイクル。

新しいオートクレーブ棟(増設850㎡)へ移動。ファイン氏強調:「完全な『グリーン』ビルディングだ。」パッシブ・システムのみで冷暖房、エアコン不要。3年前完成。5.5×2.1mのASCプロセス・システムズ(カリフォルニア州バレンシア)製オートクレーブを収容。建物内の壁一面の写真が、オートクレーブの国内搬入・設置に至る遅延だらけの長いプロセスを記録。「2014年ロサンゼルス港ストライキ開始時、オートクレーブは積み込み待ちでドックに止まっていた。ヒューストン港(テキサス州)へトラック輸送し、別の貨物船に積み替える手配をした。」現在フル稼働に近いため、第2オートクレーブ購入を検討中。

ここでもISOクラス7クリーンルーム(正圧)で、イーストマン・マシン(ニューヨーク州バッファロー)製自動フラットベッド・カッターが、近くのフリーザー保管材料からプライ切断とキッティング。プラテイン(ウォルサム、テルアビブ)のネスティング・ソフトウェアで切断。アラインド・ビジョン(マサチューセッツ州チェルムスフォード)製レーザー・プロジェクターが天井設置され、キッティングと積層を支援。隣に新型ベロッティ・スパ(イタリア・スイソ)製5軸CNCマシン、工具と複合材部品のトリミング・穴あけ・加工用。X/Y/Z作業包絡は5×2×1.6m。工具準備エリアはASCオートクレーブ隣接。

継続的な拡大

ロビーに戻り、数百点の展示部品を確認。「ハイブリッド構造が複合材の未来だ」とファイン氏。複合材と金属の組み合わせ(同社の複雑なビジネスジェット・フライト・デッキ構造等)で、大型複雑なドロップ・イン・アッセンブリが可能になると指摘。カンフィットのビジネスは複合材40%、金属60%だが、複合材側が年率10%のCAGRで金属より速く成長中。成長分野は航空宇宙、防衛、医療、特に電磁波応用構造(レドームと医療部品)。

展示品中で特筆すべきは、特許取得設計のカーボン複合材CTスキャン・チューブ。「多くの企業秘密を含む」とファイン氏。石英繊維/エポキシ・レドーム、オックス・コア・ハニカム採用、機密軍事顧客向け開発。商用クライアント向け複合材VOR(108〜117.95MHz帯無線信号)アンテナも展示。「アンテナ金属部品を複合材積層に容易に埋め込める。」元の金属中心設計比40%コスト削減、同重量で性能向上を実現。このアンテナは最近、ロングビーチで開催されたSMEアエロデフ会議で展示されました。

ファイン氏総括:「成長を続け、新技術を積極的に追求する。新インガソール・ロボットAFPでヘッド交換し熱可塑性材料積層、再び熱硬化性へ戻すことも可能。今後3年以内に新棟建設予定で、拡大を継続する。」

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