研究開発された技術紹介

次世代航空機では約50%の割合でFRP複合材を使用している。主翼を組み立てる最終取り付け部品であるアクセスパネルは、他部品の公差が蓄積していることから、設計通り製造しても機体には取り付けることができず、現状は機体に合わせた加工を手作業で行っている。本研究開発では、アクセスパネルのような複雑形状、難切削の複合材加工において多品種少ロット部品の加工技術確立、安全環境に配慮した自動加工装置の開発を行う

FRP複合材の複雑形状加工において、安全環境にも配慮した、多品種少ロット自動加工装置を開発する
・加工自動化→手作業工程ゼロ
・加工時間短縮→3～4時間/枚→1時間以内/枚(改善率60%以上)
・加工品質→現状と同等以上

(新技術)
<機械加工による自動化>
(特徴)
・新開発切削工具により負荷の少ない加工
・新開発治具により高精度で安定した保持
・専用機械の開発により品質の安定化と健康被害ゼロ化
・加工時間が1時間以内/枚

・FRP複合材に適した切削工具形状の研究
‐FRP複合材の切削特性試験を経て、切削抵抗を抑制できる段付き複合アングルドリルを開発
‐片持ち固定条件下で、市販の標準型ドリルに比して、加工時間10%、切削抵抗(スラスト荷重)30%の削減が可能に
・薄型複雑形状を有するFRP複合材の固定治具の開発
‐吸着パッドの検討、スライド式支柱・ブレーキ付エアーシリンダー・シーケンスプログラム等の開発により、必要な固定力、剛性、複雑形状への適応性を持つ治具を開発
・効率的加工技術の確立
‐開発した専用加工機を用いて、テスト材(ケミカルウッド)の切削試験を実施し、要求されるトリム精度(0.02mm)を達成
・完全自動化を達成するためのバリ取りロボットを付加した専用複合加工機の開発
‐バリ取りロボットを開発し、トリミング加工からバリ取り加工まで一連の加工が可能な専用複合加工機を構築
‐専用複合加工機による自動化で、加工時間を1時間以内/枚に短縮可能に
・片持ち固定条件下における開発ドリルと市販ドリルとの性能比較
〜市販ドリルAを基準値とすると、開発ドリルはスラスト荷重を46%に減少(35N→16N)、加工時間を78%に短縮(1.28秒→1.0秒)できた〜

FRPへの穴あけの加工効率の向上、高品質化
ロボットアームによるバリ取り及び加工の実施
ユニークな形状に対応する固定治具
専用治具を作らなくても、加工やバリ取りが可能に。多品種少ロットの現場で活用できます。

・専用ドリル、複合材専用加工機、バリ取りロボットの試作機あり

・工数削減→従来加工法比で最大75%の工数削減
・安定供給化→開発した自動加工装置により、増産体制にも対応でき、製品の安定供給が可能になる
・精度向上→従来の人による手作業から、加工の機械化の実現により、高精度の製品を安定して供給することが可能になる

・今後も、川下企業と協議を重ね、事業化に向けて検討を行う。また、複合材の需要が高まっている自動車産業分野への転用を狙う。