5軸CNCの能力向上：20台の新マシンで航空宇宙部品の生産時間を20%短縮

Honscnはそれを変えようとしています。既に施設内には50台のCNC工作機械がありましたが、さらに最新鋭の5軸CNC工作機械20台を導入し、5軸加工能力を20台から40台に増強しました。この変革により、複雑な航空宇宙部品の製造方法が刷新され、最も複雑な部品であっても、精度を一切犠牲にすることなく、生産リードタイムを20%短縮できました。

この記事では、航空宇宙部品において5軸CNCが不可欠である理由、当社の新型マシンが画期的な理由、アップグレードによるリードタイム短縮、そしてその違いを証明する実際のお客様事例について解説します。航空宇宙OEMでもティアードサプライヤーでも、このアップグレードは、納期の短縮、コスト削減、そして最も重要なプロジェクトにおける柔軟性の向上を実現します。

航空宇宙部品に3軸ではなく5軸CNC加工が必要な理由

アップグレードの詳細に入る前に、なぜ5軸CNCが航空宇宙部品のゴールドスタンダードなのかを明確にしておきましょう。それは、航空宇宙産業が決して妥協できない複雑さと精度にかかっています。

航空宇宙産業における3軸加工の限界

3軸CNC工作機械は3方向（X、Y、Z）に動き、平らなブラケットやまっすぐなシャフトといった単純な部品に最適です。しかし、航空宇宙部品はそう単純ではありません。湾曲した外装、斜めの取り付け穴、そして凹んだ内部を持つセンサーハウジングを想像してみてください。3軸工作機械では、このような部品を1つのセットアップで加工することはできません。

航空宇宙における 3 軸の問題は次のとおりです。

• 複数回のセットアップ：すべてのフィーチャを加工するには、部品を2～3回再配置する必要があります。セットアップごとに時間（1回あたり1～2時間）が追加され、誤差も発生します。わずかな位置ずれ（0.001mm）でも、部品が使用できなくなる可能性があります。

• ツールの到達範囲の問題: 3 軸ツールは、部品と衝突せずに深い部分や角度のある部分に到達できないため、精度が低下する長い (安定性の低い) ツールを使用する必要があります。

• サイクル タイムが遅い: 一度に 1 つのフィーチャを加工すると、生産の実行時間が長くなります。これは単純な部品には最適ですが、航空宇宙産業の厳しい納期には適していません。

あるティア2の航空宇宙部品サプライヤーが、ある問題を抱えて当社に相談に来ました。エンジンブラケットの製造に3軸工作機械を使用していましたが、ブラケット1つにつき3回のセットアップ（合計6時間）が必要でした。リードタイムは12週間で、セットアップミスにより部品の8%が廃棄されていました。そこで、既存の5軸工作機械に切り替えたところ、セットアップ時間は1時間、リードタイムは8週間、廃棄率は1%に短縮されました。

5軸の利点：1回のセットアップで完璧な精度

5軸CNC工作機械は、標準的なX/Y/Z軸に加えて2つの回転軸（A軸とB軸）を備えているため、工具による切削中に部品を回転させることができます。これにより、複雑な形状を1回のセットアップで加工でき、位置変更やエラー、時間の無駄を省くことができます。

航空宇宙部品の場合、これは次のように解釈されます。

• より厳しい許容誤差: 1 回のセットアップで位置合わせエラーが排除されるため、一貫して ±0.005 mm の許容誤差を達成できます (ジェット エンジンや航空電子工学システムにフィットする部品にとって重要です)。

• サイクル タイムの短縮: すべてのフィーチャを一度に加工することで、3 軸に比べて部品あたりの生産時間が 30 ～ 40% 短縮されます。

• より優れた表面仕上げ: ツールは最適な角度で部品にアプローチするため、ツールマークが減り、後処理 (サンディングや研磨など) が不要になります。

スピードだけでなく、信頼性も重要です。航空宇宙部品にはミスは許されません。5軸加工により、すべての部品がバッチごとに同一品質であることが保証されます。

Honscnの5軸アップグレード：20台の新しいマシン、ゲームを変える技術

最新の生産能力増強は、単に機械を追加するだけではありません。既存の50台のCNCユニットを補完する適切な機械を追加することです。DMG MORIやHaasといった業界リーダーから、航空宇宙産業の最も困難な課題に対応できるよう設計された高性能5軸CNCフライス盤を20台厳選しました。これらの機械の特徴は次のとおりです。

機械：航空宇宙産業の最も過酷な仕事のために作られた

私たちは手抜きをしていません。新しいマシンにはそれぞれ、複雑な部品に重要な機能が搭載されています。

• 高速スピンドル（20,000 RPM） ：過熱することなく、難削材（チタン、インコネル、7075アルミニウム）をより高速に切削できます。例えば、チタン製エンジンブラケットの加工は、以前は45分かかっていましたが、今では35分で完了します。

• 高度なツールチェンジャー（60種類以上の工具） ：工具を自動交換することで、複数のフィーチャ（穴、スロット、曲線）を手動操作なしで加工できます。これにより、部品あたりのダウンタイムを15%削減します。

• インラインプロービングシステム：センサーが加工中の部品の寸法をチェックし、異常があればツールパスをリアルタイムで調整します。これにより「推測」が不要になり、不良率を1%未満に抑えることができます。

• 高効率設計：20台の機械すべてに最適化したツールパスと早送り速度が備わっており、非切削時間を最小限に抑えます。以前は2週間かかっていた1,000個のバッチ処理が、今では10日間で完了します。

なぜ20台のマシンが必要なのか？キャパシティボトルネックの解決

アップグレード前は、50台のCNC工作機械のうち5軸ユニットは20台でした。これは小規模から中規模のバッチ処理には十分でしたが、大規模な航空宇宙プロジェクトには不十分でした。5,000台以上の注文をいただいたお客様は、小規模な注文と調整していたため、納品まで10～12週間も待たされることがよくありました。

さらに 20 台のマシンを追加すると、次のようになります。

• もう待つ必要はありません。航空宇宙部品専用の5軸加工機を40台導入し、大量ロットでも優先的に対応できるようになりました。1,000個以上のリードタイムは10週間から8週間に短縮され、20%の短縮となりました。

• カスタム部品への柔軟な対応：10,000個以上の大量生産から50～100個程度の小ロットカスタムまで、ボトルネックなく対応可能です。プロトタイプ用にカスタムセンサーハウジング200個が必要な場合は5日で納品可能です。また、エンジンブラケット5,000個生産の場合は7日かかります。

• 冗長性：1台の機械にメンテナンスが必要になった場合でも、39台の機械が稼働を継続します。機器のダウンタイムによる遅延は発生しません。

数字で見る：アップグレードが価値にどう繋がるか

典型的な航空宇宙部品（8 つのフィーチャ、±0.005 mm の許容差を持つチタン製エンジン ブラケット）のアップグレードを具体的な数字で表してみましょう。

これらの数字は単に印象的であるだけでなく、航空宇宙メーカーにとって変革をもたらすものです。リードタイムの​​短縮は、製品の迅速な立ち上げ、在庫コストの削減、そして業界ではよくある要望である直前の注文への対応能力の向上を意味します。

アップグレードによりリードタイムが 20% 短縮される理由 (3 つの主な要因)

リードタイムが 20% 短縮されたのは偶然ではありません。5 軸アップグレードによる 3 つの相互に関連した改善の結果です。

1. セットアップの回数が減る = ダウンタイムが減る

先ほども述べたように、5軸加工は複数段取りの手間を削減します。しかし、40台の機械を保有することで、さらに一歩進めることができます。つまり、特定の部品ファミリーごとに専用の機械を配置しているのです。例えば、10台はチタン製エンジンブラケット、8台はアルミニウム製センサーハウジング、12台はインコネル製アビオニクス部品を加工します。

これはつまり：

• バッチ間でのツールの変更は不要: 5,000 個のチタン ブラケットを製造する場合、ツールを 10 台のマシンにロードしておくことで、ツールの交換のために作業を停止することなく、バッチを 24 時間 365 日稼働させることができます。

• 新しい部品への切り替えが高速化: 新しい部品に切り替える場合でも、標準ツールを備えた専用マシンがあるため、セットアップ時間が 4 時間から 1 時間に短縮されます。

航空電子機器のハウジングを製造しているクライアントでは、リードタイムが 9 週間から 7 週間に短縮されました。これはすべて、当社がその部品専用に 8 台のマシンを用意し、セットアップの遅延をなくしたためです。

2. 材料の専門知識 + 機械のパワー = より速い切断

航空宇宙材料は強靭です。チタンは鋼鉄の4倍の強度を持ち、インコネルは最高1,200℃（2,192°F）の高温にも耐えます。これらの材料をゆっくりと加工するのは簡単ですが、部品を損傷することなく高速加工するには専門知識が必要です。

当社のチームは航空宇宙材料の加工で 15 年以上の経験があり、新しい 5 軸マシンを最適化して効率的に処理できるようにしています。

• カスタム切断パラメータ: 速度と精度のバランスがとれた、材料固有の速度と送り (例: チタンの場合は 15,000 RPM、アルミニウムの場合は 20,000 RPM) で各マシンをプログラムしました。

• クーラントシステム：高圧クーラント（1,000 PSI）により、工具と部品を冷却し、過熱を防ぎ、工具寿命を延ばします。これにより、工具交換なしでの稼働時間を延長できます。

• 戦略的な材料調達：一般的な航空宇宙グレードの材料（アルミニウム7075、標準ステンレス鋼）を豊富に在庫しており、すぐに生産を開始できます。チタンやインコネルなどの特殊材料については、信頼できるサプライヤーとの長期的なパートナーシップに基づき、48時間以内に納品いたします。生産に遅延が生じることはありません。

あるお客様がインコネル製の排気管部品500個を必要としていました。以前のサプライヤーは、加工の遅延と材料の供給遅延のため、納品に12週間かかっていました。当社はインコネルの在庫を保有し、最新の5軸加工機とカスタム切削パラメータを使用することで、500個の部品を8週間で納品しました。これは従来比20%の短縮です。

クライアントストーリー：5軸アップグレードがプロジェクトをどのように変革したか

弊社の 5 軸能力アップグレードの恩恵を受けた実際の顧客 2 社を見てみましょう。1 社は大量生産を必要としており、もう 1 社は小ロットのカスタム部品を必要としていました。

ストーリー1：航空宇宙OEM（大量生産エンジンブラケット）

米国の航空宇宙OEMは、最新ジェット機モデル向けにチタン製エンジンブラケットを10,000個必要としていました。ブラケットには12個の形状（穴、曲線、スロット）があり、±0.005mmの公差が求められていました。

アップグレード前の問題:

• 以前のサプライヤーは 3 軸マシンを使用しており、リードタイムは 16 週間でした。

• セットアップエラーにより部品の 10% が廃棄されました。

• 彼らはジェット機の打ち上げ期限に間に合わせるのに苦労しており、12 週間以内にブラケットが必要でした。

Honscnのソリューション（新型5軸マシンを使用） :

• 当社では、このプロジェクトに新しい 5 軸マシン 15 台を投入し、並列処理を可能にして生産を加速しました。

• チタン用のカスタム切断パラメータ (15,000 RPM、高圧冷却剤) を使用して、各ブラケットを 35 分で切断しました (古いマシンでは 45 分でした)。

• インラインプローブシステムによりすべてのブラケットが検査され、欠陥がないことが保証されました。

結果：

• 締め切りの 2 週間前に、10 週間で 10,000 個のブラケットを納品しました。

• 廃棄率は 0.5% でした (以前のサプライヤーでは 1,000 個だったのに対し、今回は 50 個のみ廃棄)。

• 彼らは罰金20万ドルを節約した。

ストーリー2：ティア3サプライヤー（小ロットカスタムセンサーハウジング）

欧州のティア3サプライヤーは、衛星プロジェクトのために、カスタムメイドのアルミニウム製センサーハウジングを200個必要としていました。ハウジングは湾曲した外装、斜めの取り付け穴、そして凹んだ内部構造を備えており、いずれも±0.003mmの公差が求められていました。

アップグレード前の問題:

• 彼らが雇った工場には5軸工作機械が5台しかなく、予約でいっぱいでした。リードタイムは8週間でした。

• 衛星統合の期限に間に合わせるために、6 週間以内にハウジングが必要でした。

Honscnのソリューション（新型5軸マシンを使用） :

• 利用可能な 5 軸マシンが 25 台あったので、2 台のマシンをプロジェクト専用にしました (キャパシティを待つ必要はありませんでした)。

• すべての機能を 1 回のセットアップで機械加工し、ハウジングあたりの生産時間を 40 分から 30 分に短縮しました。

• 当社では在庫の 7075 アルミニウム (航空宇宙グレード) を使用して、設計を受け取ってから 24 時間以内に生産を開始しました。

結果：

• 期限の 1 週間前倒しで、5 週間で 200 個のセンサー ハウジングを納品しました。

• 200 個のハウジングすべてが衛星製造業者の許容範囲チェックに合格しました (不合格はゼロ)。

• サプライヤーは現在、すべてのカスタム 5 軸作業に当社を利用しており、過去 6 か月間でさらに 3 件の注文を受けています。

Honscnの差別化要因：単なる機械ではなく、トータルパッケージ

5軸加工機20台の追加は大きな投資ですが、Honscnの強みは、この能力と専門知識、サービス、そして品質管理をいかに組み合わせているかにあります。航空宇宙業界のお客様が他社ではなくHonscnを選ぶ理由は次のとおりです。

1. 航空宇宙認定品質管理

航空宇宙部品には厳格な認証（AS9100、ISO 9001）が必要であり、当社の品質管理プロセスはそれらの要件を満たすように構築されています。

• 100% 検査: すべての部品は、機械加工中のインラインプローブ、機械加工後のレーザースキャン、およびキャリパーによる手動検査 (重要な機能の場合) の 3 つのチェックを受けます。

• トレーサビリティ: すべての部品は材料バッチ、機械、オペレーターにリンクされているため、生産履歴全体を追跡できます (航空宇宙監査に必要)。

• 認定材料: 当社では、ミル証明書 (MTC) を取得した航空宇宙グレードの材料のみを使用しているため、その材料が ASTM 規格を満たしていることが保証されます。

2. 20年の経験を持つCNC加工のプロチーム

当社のCNCプログラマーとオペレーターは、平均20年の業界経験を有しています。私たちは単なる機械オペレーターではなく、複雑な部品製造のニュアンスを熟知した加工スペシャリストです。精度を維持しながら効率を最大化する方法を理解しており、航空宇宙部品の特有の要求にも深く精通しています。

• 5 軸加工用に設計を最適化できます (例: フィレットを追加してツールの摩耗を減らしたり、許容差を調整して過剰仕様を回避したりします)。

• 彼らは航空宇宙規制 (FAA、EASA) に精通しており、重要なコンポーネントのコンプライアンス要件を満たすお手伝いをします。

• 緊急の質問には 24 時間 365 日対応しており、制作途中でデザインを調整する必要がある場合でも、4 時間以内に変更できます。

3. 透明性のあるコミュニケーションとタイムライン

航空宇宙プロジェクトは期限によって成否が分かれるため、当社はすべての段階でお客様に最新情報をお知らせします。

• リアルタイムの生産追跡: クラウド ダッシュボードにアクセスして、製造された部品の数、検査中の部品の数、バッチが完了する時期を確認できます。

• 毎週の更新: 当社のアカウント マネージャーが、進捗状況レポート、部品の写真、および潜在的な問題 (タイムラインに影響する前にほとんどを解決します) を記載した短いメールを送信します。

• 突然の遅延はありません。当社ではすべての見積もりにバッファ時間を組み込んでいますので、小さな問題 (ツールの破損など) があっても、期限に間に合います。

将来の生産能力：Honscnの5軸加工の今後

このアップグレードはほんの始まりに過ぎません。航空宇宙産業における複雑な部品に対する需要の高まりに先んじて対応していくために、私たちは2024年から2025年にかけて2つの大きな計画を立てています。

• 5 軸マシンを 15 台追加: 主翼桁や胴体セクションなどの大型航空宇宙部品を扱うために、大型マシン (最大 1m x 1m の部品用) に重点を置き、CNC マシンの総数を 85 台に増やします。

• AI を活用したプログラミングを統合: AI はツールパスを自動的に最適化し、生産時間をさらに 10～15% 短縮し、ツールの摩耗を軽減します。これは、当社の 20 年にわたる機械加工の専門知識と最先端技術を基盤としています。

私たちの目標はシンプルです。航空宇宙メーカーにとって頼りになる 5 軸 CNC サプライヤーとなり、業界で最速のリード タイム、最高の精度、最も信頼性の高いサービスを提供することです。

結論：より速く、より正確で、より信頼できる - 航空宇宙部品の新しい標準

航空宇宙産業は、低速でエラーが発生しやすい生産工程を待つ余裕はありません。Honscnの5軸CNC設備のアップグレード（20台の新機械、24時間365日の自動化、そして航空宇宙分野の専門知識）により、リードタイムを20%短縮し、複雑な部品製造の新たな基準を確立しました。

100個のカスタムセンサーハウジングから10,000個のエンジンブラケットまで、当社の40台の5軸加工機は、納期厳守、予算内、そして不良品ゼロで対応いたします。私たちは単なるサプライヤーではなく、お客様の成功を共に支えるパートナーとして、納期遵守、コスト削減、そしてより優れた航空宇宙製品の市場投入をお手伝いいたします。

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