FMSがハイブリッド製造の成功を牽引：未来を見据えた生産体制

自動化装置とソフトウェアのプロバイダーとして、我々はこの継続的で革命的なデータ駆動の旅に没入しており、新たなトレンドを予見している：顧客は従来の除去加工（減材）の自動化だけでなく、ハイブリッド製造プロセス（積層と除去の複合プロセス）の自動化にも乗り出し、あらゆるフレキシブル製造システム（FMS）の主たるメリット——信頼性高く一貫したプロセスと、24/7稼働可能な生産フローの確立——を享受しようとしている。

航空宇宙産業がハイブリッド製造FMSをいち早く採用するだろう。医療産業もすぐ後を追うはずだ。その多くのアプリケーションがハイボリュームハイブリッドプロセスに適しているからだ。ハイブリッドFMS構成は、従来の除去加工FMSと類似点と相違点を持つ。共通点はデジタル面——部品・治具ファイル準備、スケジューリング優先順位付けと材料在庫のためのERPシステム連携、選択・監視・分析・条件変更を指示するFMSコントローラとの接続——などだ。

相違点は主にワークハンドリング面にある。例えば、除去加工セルのようなパレットスタッカークレーンはないだろう。ハイブリッドシステムレベルのハンドリングデバイスは典型的に産業用ロボットだ。専用フィンガーやグリッパーを持つロボットが、まずビルドプレートを、部品取り出し後は個々の部品をマシン間で搬送する。

我々は、将来のハイブリッドFMSアプリケーションで顧客が組み込む必要があるプロセスと、統合すれば興味深く潜在的に有益なプロセスを予見している。すべてはアプリケーションファミリーと、可能な限り自動化しようとする企業の動機——しばしば「将来の熟練者確保という大きな未知数」を主要ドライバーの一つとして挙げる——に依存する。

必要機能には、上述のすべての部品データ準備、開梱（粉末から部品取り出しと粉末リサイクル）、サポート構造とビルドプレート除去、熱処理/応力除去、ショットピーニングなどの表面仕上げが含まれる。

部品がクリティカルな場合、統合可能なオプション機能には、粉末材料の品質保証活動すべて——粉末選定、乾燥、ふるい分け、マシン粉末タンク充填、粉末廃棄——が含まれる。主要な品質保証アクションは完成部品で実施され、その後アセンブリ（これも下流で自動化可能）へ輸送可能な状態になる。

ハイブリッドアプリケーションは今すぐ実現可能

航空宇宙タービンブレードは、今すぐ自動化可能な主要ハイブリッドアプリケーションだ。ブレードは直接金属レーザー焼結で層ごとに製造される。粉末は航空機エンジン用ニッケルクロム基超合金インコネル。この場合、ワークはプラットフォーム上で積層マシンから後工程ステーションへ搬送される。プリントサポート構造は自動的に切除され、タービンブレードはロボットによって開梱されビルドプラットフォームから分離される。

分離されたブレードは、多様な仕上げ工具を用いて二次加工を自動的に受ける。ロボットのフィンガーさえ、アルミニウム基粉末で3Dプリントされ、最適な重量剛性比を実現。3Dプリントされたフィンガーインサートとワーク治具は、複雑な「ファーツリー」形状に精密にマッチングされ、確実で信頼性の高いグリップを提供する。

ハイブリッドプロセスの完全自動化が地平線上に見える。ハイブリッド製造向けFMS導入は、リードタイム短縮、高度な工具不要、高度に安定した一貫した生産フロー——24/7——というメリットをもたらす。