A PASSION FOR SHEET METAL FORMING – プレス成形に対する情熱
ポルトガルの金型メーカーEPALFER社は、ロバストなプレス成形工程を実現する最適な金型の設計に、AutoFormのソフトウェアを使用しています。 ISMR誌:「競争が激しい金型製作の業界では、高い品質を確保しながらリードタイムとコストを包括的に削減する効率的な方法を模索しています」 EPALFER社CEOのエドゥアルド・オリヴェイラ氏と、EPALFER社パートナーのジョウアン・ヘンリケス氏 新型車のあらゆる部品には個別の金型が必要であるため、自動車の生産現場や自動車市場は金型メーカーへ大きな課題を投げかけています。製品設計部門で新たな部品のデザインが決定すると、フィージビリティの検討や金型製作を行う部門に引き継がれ、部品生産に必要な金型が設計されます。より短期間で新規工場の建設が進み、また新型車の発表が続く中、金型メーカーはこの需要に見合う効率的な方法を模索しています。 ポルトガルの先進的な金型メーカーであるEPALFER社は、AutoFormのソフトウェアの導入によって成功を収めたと言います。 EPALFER社CEOのエドゥアルド・オリヴェイラ氏は次のように述べています。「AutoFormのソフトウェアを活用することで、複雑な部品形状、最新の材料、厳しい納期指定および高い品質要求に対応することが可能になりました」。 金型製作への軌跡 EPALFER社は、2002年にポルトガルのアゲダで小規模な独立系金型メーカーとして創業しました。当初から複数のプロジェクトで成功を収め、顧客基盤の拡充と共に、現在は70名以上の従業員を擁しています。 AutoFormのソフトウェアを使って成形工程全体のシミュレーションと結果評価を行います。 EPALFER社は、順送型およびトランスファ型のプレス成形用金型の製作および試験を行っています。先進のテクノロジと設備、さらに経験豊かなスタッフによって同社は成長を続け、自動車向け金型製作の世界市場にて地位を確立しています。EPALFER社は、2015年のPMEエクセレンス、2016年のエクセレント・パートナー賞、2017年のリーダー褒賞、2018年の協会賞など、ポルトガルでの業績に対して多数の権威ある賞を受賞しています。 エドゥアルド・オリヴェイラ氏は次のように続けます。「AutoFormのソフトウェアは、ほぼすべての部署においてあらゆる新規プロジェクトをサポートしていて、日常業務に欠くことができないソフトウェアです。創業当時から、工程設計、スプリングバック見込み補正、トリムライン最適化、ロバストな製造など、日常的に直面する問題をシミュレーション・ベースで検討し、解決策を導くためのソフトウェアを探していました。 左：EPALFER社の順送金型プレス成形工程をAutoFormのソフトウェアでシミュレーションしました。右：EPALFER社のトランスファ型プレス成形とAutoFormのソフトウェアによるシミュレーション サプライヤーを選定していた5年前、アベイロでAutoFormのイベントが開催されることを知り、参加することにしました。そのイベントでAutoFormのソフトウェアと機能について初めて知識を得たのです。またオートフォーム社のスタッフやソフトウェアのユーザーから、直接経験談も聞くことができました。イベントの終了後、技術部門にAutoFormのソフトウェアを導入することにしました。テクノロジー、ソフトウェア、最新の設備への継続的な投資、および継続的な人材開発が、当社の最優先事項です。これらの目的を達成する上で、AutoFormが当社に最適なパートナーでした」。 効率的な金型製作 競争が激しい金型製作の業界では、金型メーカーは高い品質を確保しながら、リードタイムとコストを包括的に削減する効率的な方法を模索しています。これを実現するには、金型製作工程のリードタイム全体を短縮するだけでなく、プレス・トライアウトおよび最適化ループの回数も削減する必要があります。したがって金型製作に関わる技術者は、金型製作の工程全体を迅速かつ効率的にセットアップし、工程を修正して様々な工程レイアウトの評価を行い、最適なものを選択する上で、最良のソリューションを求めています。金型開発の早期段階で複雑な成形不具合を特定するだけでなく、品質およびコストを改善するためにも、新しい多くのコンセプトを速やかに検証することがきわめて重要です。この検証作業によってプレス成形金型に対する信頼性が高まり、効率的で安定した生産、つまりロバストなプレス成形工程に最適な金型のデザインを具現化できるのです。 左: AutoFormのソフトウェアを活用したスプリングバックおよびスプリングバック見込み補正によって、高い品質基準を満たす部品を生産するための高品質な金型を製作しています。 EPALFER社が円滑で安定した部品生産を可能にする金型の製作を受注し、顧客のプレス成形部品を受け取ると、複数の部門が対応に乗り出します。それぞれの部門が金型製作の各段階に応じて顧客のニーズに応えます。技術部門ではAutoFormのソフトウェアを活用して、生産可能な部品の設計を行います。生産部門ではEPALFER社の経験豊かなスタッフが最新の設備を使って切削および研磨を行います。組み立て部門では、資格を有する担当者が、豊富な経験をもとに個々のコンポーネントを組み立てて、高品質な金型を作成します。多くの金型は複雑ですが、それでも複数の金型を同時に組み立てることができます。 「金型開発の早期段階で複雑な成形不具合を特定するだけでなく、品質およびコストを改善するためにも、新しい多くのコンセプトを速やかに検証することがきわめて重要です。」 トライアウト部門では、量産時と同じ作業条件下でプレス機を使ってすべての金型を試験します。EPALFER社の専任スタッフが、部品の不具合を確認し、それを効果的に解決する方策や、その結果が部品の他の領域に与える影響を検討します。一般的に、トライアウト中には金型に多数の微調整が加えられます。コストと時間がかかる作業ですが、高品質な金型を製作するには避けて通れない道です。 シミュレーション・ベースのトライアウト EPALFER社では、量産時と同じ作業条件下でプレス機を使ってすべての金型を試験します。 「AutoFormのソフトウェアを使い、シミュレーション・ベースのトライアウトを実施しています。トライアウトで問題が生じた場合、コンピュータで原因を特定し、成形結果に良好な変化をもたらす方策をすぐに検討できるのです。またAutoFormのソフトウェアを活用して、プレス成形のロバスト性の問題に取り組むこともできます。ロバストなプレス成形工程に最適な部品や金型を設計するには、AutoForm-Sigmaが欠かせません」と、エドゥアルド・オリヴェイラ氏が説明します。 「トライアウト中の修正作業や変更は避けられませんが、修正ループを回避できれば、それはすぐに時間とコストの節減につながります。これこそが、AutoFormが重要な役割を果たす部分です。実際には、金型と寸法によっても異なりますが、1回の修正ループのコストは10,000～15,000ユーロになります。このように修正ループを1回削減するたびに、どれだけの節約になるか考えてみてください。AutoFormのソフトウェアを導入したことで、当社は新たなレベルの競争力を得て、お客様により優れたサービスを提供できるようになりました」。 金型が完成し、プレス成形を行う際には、量産の開始前に、最初の部品を検査しなければなりません。EPALFER社の計測部門には、最先端の接触式3次元測定機とレーザー・スキャン・システムが導入されています。 「先のプロジェクトにてバーチャル・ショールームを作り、お客様に当社の3Dデザインをご覧いただくことができるようになりました」 EPALFER社の金型部門ではAutoFormのソフトウェアを活用してトライアウトの修正ループの回数を削減しています。 エドゥアルド・オリヴェイラ氏は、以下のとおり続けます。「当社では、AutoFormのソフトウェアで部品を確認し、工程の能力と安定性を試験します。部品の確認が済み、準備が整ったら、金型をお客様にお届けします。先のプロジェクトにてバーチャル・ショールームを作り、お客様に当社の3Dデザインをご覧いただくことができるようになりました。 「当社のお客様の多くは、欧州、米国、南米のOEMおよび金型/プレス成形企業です。Gestamp社、Kirchhoff Automotive社、Kemmerich Metal Engineering社、Flex-N-Gate社、Grupo Segura社、Muhr Metalltechnik社、Silencor社、Bosch社など、多くのお客様に信頼されるパートナーであることを誇りとしています。また、今後も顧客基盤の拡充に努めてまいります」。 金型工場ではトライアウトを効率化することで、複雑な部品形状、超高張力鋼、高度な品質要求に対応しています。 そして次のように締め括りました。「AutoFormのソフトウェアは、当社に迅速さと正確さをもたらし、また、時間とコストの削減も実現できます。これは当社にとっても、お客様にとっても、大きな価値となっています。当社はお客様が量産に即時使用できる金型をお届けします。AutoFormのソフトウェアを活用することで、金型開発の早期段階で潜在的なプレス成形の不具合を解決できるため、時間とリソースを節減できるだけでなく、新型車の市場投入までの期間短縮が可能となります」。 左：部品の重要な領域の特定や解決策の検討にAutoFormのソフトウェアを活用しています。右:AutoFormのソフトウェアを使って、ロバストなプレス成形工程を実現する工程パラメータおよび金型形状を選択できます。 英語の原文PDF版は、こちらからダウンロード可能です。: A Passion for Sheet Metal Forming
AutoForm導入による納期短縮と品質向上で取引先からの信頼を獲得
神奈川県綾瀬市において、自動車用の試作金型や試作部品の製造と販売を手がける株式会社ダット。同社はハイテン材（高張力鋼板）の増加で難易度が上昇している金型成形の生産性向上に向けて、AutoFormを採用しました。シミュレーションソフトの導入は初めての経験ながら、オートフォームジャパンのスタートアップ支援プログラムを活用して操作方法を習得。約1年間、AutoForm-DieDesignerを使ったダイフェース作成や、AutoForm-Sigmaによる不具合改善などに取り組んだ結果、ノウハウや経験に頼った検討から脱却し、ワークフローの改善による生産性の向上などを実現しました。 経験とカンに頼った金型成形からの脱却を目指す 株式会社ダット 正木 拓也 氏 ダットは、自動車部品の試作金型や部品の製造を手がけるメーカーです。1999年の設立以来、取引先のユニプレス株式会社や東プレ株式会社などTier 1サプライヤーからの依頼を受け、量産前の段階で衝突試験や走行性能試験などを実施する試作車両用の車体骨格の金型や部品を製造しています。 同社はこれまで3次元CADで金型を設計し、複数のトライを重ねながら手作業で修正してきました。しかし、作業者の経験とカンに頼った従来の方法では、トライの回数が増える傾向にあり、金型作成にも時間がかかるようになりました。生産管理を担当する正木拓也氏は、現在の課題を次のように説明します。 「近年は自動車部品に軽量化と高強度化が求められ、ここ5～10年は成形が難しいハイテン材が増えています。その結果、金型成形の難易度が上がり、従来のトライ＆エラーでは対応できなくなっています。試作部品を扱う当社の場合、納入までに1カ月から1カ月半、場合によってはさらに短い納期の部品を扱うことが多く、金型修正の回数を極力減らして生産性を高めることが課題となっていました」 そこで同社は、シミュレーションソフトの導入を検討。取引先で採用実績があったAutoFormに着目し、デモ、ベンチマーク、実データを使った成形性確認などを経て採用を決めました。「主要取引先が導入しているということで、同じ環境でシミュレーションができるのはメリットになると判断しました」と正木氏は語ります。 スタートアップ支援プログラムで学びながら課題を改善AutoFormの導入を決めたダットですが、シミュレーションソフトの利用は初めての経験です。そこでオートフォームジャパンのスタートアップ支援プログラムを活用して操作方法を学びながら、「不具合の見える化、対策の裏付け、生産性向上」「完パネ品質の向上」「ワークフローの改善による金型成形期間の短縮」の3つの課題解決を目指すことにしました。 同社が採用したAutoFormのモジュールは、ダイフェースデザインを生成する「AutoForm-DieDesigner」、スプリングバックを計算して金型形状を見込む「AutoForm-Compensator」、工程のロバスト性を検証する「AutoForm-Sigm」の3つです。スタートアップ支援プログラムでは、設計担当者がDieDesignerを使って主要部品のダイフェースが作成できるようになること、Compensatorを使って見込み補正ができるようになること、Sigmaを使った不具合改善アプローチにトライすることの3つを目標としました。 期間は2019年10月から2020年7月までの9カ月。オートフォームジャパンのマネージャーとエンジニアが、月に1回の現地サポートと2週間に1回のオンラインサポートで技術支援を実施しました。以下にその内容と成果について解説します。 ●AutoForm-DieDesignerによるダイフェース作成 株式会社ダット正木 武志 氏 ・金型データを使用した通常シミュレーション：15部品 ・部品データを使用したDieDesignerでの金型検討：6部品 金型のCADデータをAutoFormにインポートし、シミュレーションを実施したのが15部品。そのうち6部品はDieDesignerでダイフェースを作成しました。プログラムを受講した正木武志氏は「CADによる金型成形とDieDesignerによる金型成形の違いを理解するため、単純な形状をもとにダイフェースを作成しましたが、簡単に習得することができました」と振り返ります。 ●AutoForm-Compensatorによるスプリングバックの見込み ・Compensatorを使用した見込み検討：1部品 ・Compensatorを使用した実部品との差分による見込み金型作成：11部品 新規部品に対するスプリングバックの見込み検討で1部品、既に成形されている部品に対する矯正金型作成を11部品で実施しました。3次元測定器で成形されている部品を測定してデータを作成し、それらをもとに見込み補正をして金型を作成します。それまでは3次元測定器で測定したデータに対して、CADを使って部分的に変形させながら補正していましたが、今回は実部品の差分に対してCompensatorで補正して金型を作成しました。 「Compensatorによって一括で見込みの値が決定できるようになり、細かいCAD修正だけで済むようになりました。結果として矯正金型のデータ作成にかかる時間は、これまでの3分の1から2分の1に短縮されています。最初から精度に入らない場合でも、トライのデータ作成時間が短縮されているため、再加工することも可能になりました。板金加工の現場からは、これまで時間のかかっていたスプリングバックに対する見込み時間が減り、すぐにハンドワークによる修正工程に移行できるようになったと高い評価を受けています」（正木武志氏） ●AutoForm-Sigmaによるロバスト性の検証 ・Sigmaを使用した不具合の改善（SPI）：4部品 ・Sigmaを使用したバラツキの検証（Robust）：6部品 不具合の改善は、Sigmaによってプレス時のわれやしわをシミュレーションし、金型のブランクを調整したり、ビード形状を変更したりしながら金型設計に反映させるというものです。バラツキの検証では、Sgimaの変数を変えながら、スプリングバック見込み前の部品のロバスト性を確認しました。 「不具合の改善では、シンプルな金型で検討し、Sigmaのパラメーターもわれとしわの2項目の設定で実施したこともあり、シミュレーションによって簡単に不具合を予測することができ、それに応じた改善を実施することができました。ロバストのバラツキ検証は、エンジニアリングで安定した結果を得るための条件を見つけきれなかったものの、今後の検討課題が明確になりました」（正木武志氏） ●方案／工程検討、金型切削、トライアウト、製品製造までのワークフロー改善 従来のワークフローは、加工データの製作時間の短い後工程のリスト型から作成するフローになっていました。後工程からの切削は、加工開始までにかかる時間が短い反面、前工程の金型が出来上がるまでプレストライができず、後工程で見込みを入れたい場合には、一度作成した金型を再度切削し直すという無駄な工程が発生します。方案の検討結果も金型切削後のトライまで待たなければならず、現場修正で対応できない場合はゼロから検討し直し、金型も再加工しなければなりません。 （図1） そこで、新たなワークフローでは、AutoFormでモデリングしてシミュレーションを実施し、成形性に問題がないものはスプリングバックの見込みを反映させたうえで工程順に金型の加工を進め、出来上がった工程からトライが実施できるように変更しました（図1）。 「ワークフローの変更によって、方案検討から切削加工、トライまでが先頭から順番にできるようになりました。これまでのように金型の再切削を行ったり、プレスの順番を待ったりすることがなくなり、設計から製品製造に至るまでのリードタイムを短縮することができました」（正木武志氏） AutoFormの活用でデータに基づく検討が可能に 以上のように、AutoFormの活用によってダットが抱えていた3つの課題は50～70％は改善されたといいます。シミュレーションによって事前の不具合対策が実現し、担当者のノウハウや経験に頼っていたトライ＆エラーも、根拠のあるデータをもとに検討することができます。ワークフローの改善により業務も効率化され、金型作成にかかる時間の短縮と板金加工の工数削減が実現しました。完パネの品質も、これまで現場の直感で60％程度の精度と見積もっていたものが、半分の部品に関しては80～90％の精度に入るようになりました。 「生産性の向上による納期短縮と、シミュレーションの実施による品質向上は、結果として取引先からの信用獲得につながります。作業時間の短縮によって、受注率を向上させることも可能になり、経営面にもよい影響を与えることが期待できます」（正木拓也氏） 金型成形の工数削減を目指して改善を継続 一定の成果に手応えを得たダットは、今回のスタートアップ支援プログラムの実施を評価。正木拓也氏は「ソフトウェアを売って終わりでなく、実業務で使えるように追加料金なしで教育してもらえるプログラムは非常に有効で、サポートの内容にも満足できました」と語ります。 同社は今後も、現状課題の解決を目指して改善を続けていく方針です。新規部品に関しては不具合をAutoFormで解消して金型データを作成し、Sigmaによるバラツキ改善とCompensatorによるスプリングバックの低減により、最終的にトライ初期精度を80％以上に高めることを目標に掲げています。矯正部品についてもトライ初期精度80％以上を目指す考えです。また、金型の手直し回数、トライ回数、工程検討における型数の削減を進めることでコスト効率を高めていくとしています。 「理想は正確なプレスで、板金加工現場のハンドワークの手間を減らすことにあります。そのために長期的な視点で、AutoFormの活用レベルを高めながら、金型成形の工数削減を目指していきます」（正木拓也氏） AutoFormを導入してシミュレーションを本格化したダットのチャレンジは、これからも続いていきます。 【企業概要】 株式会社ダット 設立：1999年3月10日 資本金：1,500万円 所在地：神奈川県綾瀬市上土棚中3-8-50 代表者：代表取締役社長 正木 進 様 […]