フォード、ホットスタンピングラインのデジタル化で安全性を最優先

世界初の完全自動化ホットフォーミングプロセス

製造業グローバルは、フォードのスタンピングスーパーバイザー、トーステン・ハルフェルト氏に、ドイツ・ザールルイ工場でのホットフォーミングライン統合による安全性最優先の取り組みについて聞きました。

新しく革新的な製品を市場に投入することの重要性は過小評価できません。しかし、フォードはかつて騎士をライバルの致命的攻撃から守った歴史的手法を活用し、成功を収めました。自動車大手は最近、自動車部品向け世界初の完全自動化ホットフォーミングプロセスを発表し、これが新型フォード・フォーカスをこれまで以上に安全にすると述べています。

ドイツ・ザールルイ車両組立工場での6億ユーロ（約6.9億ドル）の投資の一環として建設されたこのプロセスについて、フォードのスタンピングスーパーバイザー、トーステン・ハルフェルト氏がホットフォーミングプロセスの仕組みを説明します。「ホットフォーミングプロセスは新しい技術ではありません。ほぼすべての車体にホットフォーミング部品があり、特殊な材料が必要です」とハルフェルト氏。「この材料はブランクシートで、炉を通ります。長さ約40mで、シートを約930℃まで加熱し、微細構造を変えて材料を柔らかくします。」

このような高温に加熱されたホットフォームド鋼ブランクは、ロボットによってアンロードされ、最大1,150トンの締め付け力を持つ油圧プレスに投入されます。その後、約3秒で成形・冷却されます。ハルフェルト氏は、ラインを完全自動化するプロセスを説明します。「コンベアの最初にブランクシートがあり、これらの金属シートがロボットによってピックアップされます」とハルフェルト氏。「そこからすべてが完全自動化されます。ブランクシートは炉を通り、金属シートがダイに配置される際、自動的に正しい位置に置かれます。」

最先端技術

2001年に先進材料と板金成形のテクニカルスペシャリストとしてフォードに入社したハルフェルト氏は、スタンピングスーパーバイザー、カーラインローンチリーダーなどの役職を経て、2015年にホットフォーミングローンチリーダーになりました。フォードでのこのような経験により、ハルフェルト氏はホットフォーミング分野で非常に経験豊富になりました。新技術を導入し、自動化の活用で成功を収めたと信じています。「大きな利点は、部品をダイの後ろのコンベアに自動的に投入できることです。自動車業界の大半はラックでこれを行い、多くの人がプレスラインの後ろで部品をピックアップしています」と説明。「圧力制御焼入れ（PCH）と呼ばれる新技術を導入しています。プレス底部の油圧システムを利用し、部品をダイに押し付ける圧力を高めることで、非常に高速なホットフォーミング時間を実現します。当社工場で導入した技術は世界初で、完全に新しいものです。北米にもホットフォーミングプロセスに連携する3本の追加ラインがあり、これらもプレスラインのPCH技術で稼働しています。」

しかし、ハルフェルト氏はホットフォーミング技術開発時にフォードが直面した課題を振り返り、新イノベーション導入のタイミングが適切だと考えています。「ライン構築時の最大の課題は、与えられたスペースにラインを収めることでした。車体に向けたテクノロジーをより慎重に検討し、安全性向上と自動車業界の課題へのより良い焦点を当てる必要があると考えます」とハルフェルト氏。「市場に出てくる様々な車両、電気自動車などを見ても、乗員と車体は依然として考慮すべきなので、堅牢な車体を作り続けることが重要です。これは当社に導入すべき適切な技術であり、世界中で継続する予定です。」

安全性の確保

車両を可能な限り安全にするため、フォードはボロン鋼を使用し、ドライバーと乗客の最大限の保護を実現しています。ボロン鋼は自動車業界で最も強靭な鋼とされ、新型フォード・フォーカスでユーロNCAP最高評価の星5つを獲得することを可能にしました。ハルフェルト氏はフォードが安全性を非常に重視し、最優先事項だと強調します。「安全性は大きなアドバンテージです。完全自動生産ラインを運用しているため、ライン全体がカプセル化されています。安全性の観点から、人が怪我をする問題はありません。誰かがケージを開けたりラインに入ったりすれば、ライン全体が停止し、何も起こりません。安全性は私たちのラインの第一優先事項です。」

新モデルは、正面衝突耐性を40%向上させることにも貢献します。ハルフェルト氏は、この向上が会社の目標達成に不可欠だと確信しています。「ホットフォーミングプロセスで使用される材料の強度レベルは、コールドフォーミングで通常使用される材料の最大3倍です」とハルフェルト氏。「この技術により、非常に高い強度レベルを持つ高品質部品が得られます。車体重量の削減、すなわち排出ガス削減と、安定性および衝突安全性のポテンシャル向上に貢献します。この材料が目標達成に不可欠だと信じています。」

「プロジェクトの技術を明確に理解し、多くの技術的議論も行ってきました」と同氏。「専門会議を設け、技術のメリット・デメリットを議論し、ホットフォーミングをいち早く採用する企業の一つになるには、この技術に頼るべきだと結論づけました。この技術は十分に堅牢で、非常に良いポジションに置けると考えています。」

将来を見据え、ハルフェルト氏はフォードが成功への正しい軌道にあると信じています。「この技術は第一歩に過ぎないと思います。完全自動運転能力は非常に重要で、効率的な部品生産を可能にします。間違いなく正しい軌道にあります」とハルフェルト氏。「次に考えているのはレーザー分野です。これらのステップを自動的にロードできるよう、トリミングと評価オプションをすでに開始しています。非常に良い状態で、業界をリードしています。」