金型づくりの世界では、自動化やAM、脱炭素向けなどの最新技術が数多く登場し続けている。その進化は止まることがなく、4年ぶりに開催されたJIMTOF2022でも多数の最新技術が披露され、注目を集めた。今年最後となる本特集では、「AMによる金型づくりの拡大」、「微細加工への参入企業増加」、「プログラム効率化技術の進化」、「脱炭素対応技術の登場」、「多様化する自動化技術」の5つのテーマにフォーカスし、2022年の最新金型加工技術をまとめた。

複数の加工工程を集約

生産システムの構築

国内製造業は慢性的な人材不足により生産現場の自動化ニーズが高まっている。そうした自動化設備は量産工程の中でロボット活用やセル生産方式など変革が進んできたが、金型生産現場も5軸加工機や複合加工機を用いた工程集約、段取り時間の短縮など省人・省力化につながる機械・機器の提案が増えている。

これまでの金型加工は一品一様かつ高精度な加工が求められるため、マシニングセンタや放電加工、ラップ加工（磨き）、測定など複数工程を要していたが、同時5軸加工機や複合加工機などの高精度化や機上測定の技術が進化し、1台の機械に工程を集約することも可能になってきた。さらに、夜間や休日をフル活用するには多品種少量の自動化システムが求められ、AWC（オートワークチェンジャー）などを活用した生産システムの構築がノウハウの1つになり、サイズ・材質・形状の異なるワークに対応した自動化システムを構築した企業もある。工作機械メーカーも金型メーカーの自動化ニーズに応え、金型製造現場向けの自動搬送ロボットや協働ロボットを活用した自動化システムの開発を進めている。

こうした自動化システムは複雑化しており、予期せぬトラブルも多い。ある金型メーカーでは自動化システムのトラブルとしてワークに切粉が残るなど清掃の課題があると指摘する。そうしたトラブルを未然に防ぐ、あるいは迅速に対応するためにも、センサやカメラを使ったIoTによる可視化も重要になっている。

増加傾向にあるのが金型の可視化（見える化）だ。金型ユーザーの大きな課題は量産時における不良低減となるが、現場の技能や環境によって状況は異なるため、簡単に不良を減らせない。昨今は人手不足も深刻になっており、常に良品を生み出すシステムの構築が求められている。そこで期待されているのが金型内に圧力や温度などセンサを配置し、IoTの技術を活用して金型の状態を見える化し、予兆保全や自動で最適な加工条件を導き出せるシステムの開発を進める金型メーカーも出てきた。将来は量産時の不良ゼロを実現する新システムが生まれる可能性もある。

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金型新聞　2022年12月10日