自動車メーカーが、より高速で正確な鋳造部品検査を実現した方法

自動車業界、特に、重要なエンジン部品や構造部品向けのアルミ鋳造を専門とする業界で、鋳造は重要な役割を果たしています。車の機能や信頼性には、エンジンブロックやトランスミッションハウジング、リアサスペンションアームやサブフレームといった部品が欠かせません。これらの部品は、高い機械的負荷に耐え、過酷な状況で動作するため、ミスは許されません。鋳造部品はすべて、製造の各段階の厳しい品質管理を経て、顧客の厳しい仕様を満たす必要があります。

課題

主に座標測定機（CMM）に頼って鋳造部品検査を行う場合のリスクとは？

鋳造品の検査を主にCMMに頼って行う場合、測定できるのは、部品の特定部分に限られた測定点のみです。これでは、形状を部分的にしか把握できず、表面の形状にずれが生じたり、隠れた異常を発見できない恐れがあります。結果、重要な欠陥が見過ごされ、品質と仕様への適合のいずれもが脅かされる可能性があります。

どうすれば、鋳造部品が要求精度を満たせるように、鋳造部品全体を検査すれば良いのか？

鋳造部品を検査するには、しばしば過酷な環境で、複雑な形状の部品の複数の寸法を取得する必要があります。従来のタッチプローブ方式とは異なり、3Dスキャナーは、離散的な測定点だけではなく、表面の形状をすべて取り込むことができます。形状全体を分析する3Dスキャナーなら、溶湯が十分に行き渡って機械加工が行える状態かを確認でき、部品が一貫して公差要件を満たせるようにします。

どうすれば検査時間を短縮して、品質管理プロセスを加速化できるのか？

3Dスキャナーを使用してデータ取得を行うと、一度のスキャニングで鋳造部品の全体形状を取り込めるため、包括的なデータを使って複数の寸法を同時に検査できます。これによって、部分ごとに時間をかけて検査する必要がなくなり、全体的な検査時間を大幅に短縮できます。

さらに、取り込んだデータは検査ソフトウェアによって、鋳造部品とCADモデルとを即座に比較できます。逸脱は、カラーマッピングで明確に強調されるため、意思決定が素早く行え、手作業による検査作業も減らせます。寸法不良を早い段階で発見することで、不良品が生産プロセスを進んでいくのを防ぎ、手直しや廃棄、不必要な機械加工やアセンブリを最小限に抑えられます。

また、Creaformの3Dスキャナーの場合、スキャンを行う際に対象物表面の準備（光沢部分に光反射を抑えるような塗装など）は不要なのと、携帯性に優れているため重量やかさばる鋳造部品を移動することなく、生産現場で部品のデータ取得～検査が行えます。そのため、検査時間を短縮できるだけでなく、生産製造チームに迅速なフィードバックが可能となるため、品質管理プロセスをより一層効率化できます。

解決策：高速かつ高精度、携帯性および汎用性にも優れた、鋳造部品検査向け3Dスキャナー

3Dスキャンによって、鋳造工場は生産の各段階で鋳造部品を測定、検査、検証するための高速かつ高精度で、携帯性および汎用性にも優れた解決策が得られます。

携帯性

ハンディタイプの3Dスキャナーは部品のある生産現場に持ち込めるため、鋳造部品をCMMのある場所まで運搬する必要がなくなります。これによって、貴重な時間を節約でき、オペレーターはより多くの検査を非常に効率的に行えるようになります。

高精度

ISO 17025認定を取得したメトロロジー（測定器）グレードの3Dスキャナーだからこそ、複雑なキャビティを測定し、仕様からのわずかな逸脱も検出できるだけの精度が得られます。ダイナミックリファレンシング機能により、鋳造工場につきものの振動や温度変化があるような厳しい生産現場の環境であっても高精度な測定を維持します。

高速

3Dスキャナーは、数分で鋳造部品の全体形状を取り込めます。カラーマッピングにより、品質管理では部品とCADモデルとを即座に比較でき、従来の測定方法よりもはるかに速く寸法の逸脱を確認できます。この迅速な評価によって、検査時間を短縮でき、生産スループットを加速できます。

汎用性

3Dスキャナーは、サイズや形状、複雑さを問わず、様々な部品に対応できます。また、扱いの難しい表面仕上げやコントラストのある表面仕上げも、部品の準備や表面処理を行うことなく測定でき、すべての鋳造部品で一貫した結果を確保できます。

HandySCAN 3Dなどのメトロロジーグレードの3DスキャナーやPolyWorksなどの検査ソフトウェアは、高速かつ高精度、携帯性および汎用性にも優れた3Dスキャンソリューションの代表例です。

メリット：すべての鋳造部品が細部までスキャンされ、優れた品質管理が行える

3Dスキャナーなら、非常に複雑な形状を、部品承認プロセスの開始前に確認でき、すべての鋳造部品が顧客の仕様を正確に満たせるようにします。

準備不要で行える生産現場での検査

鋳造工場は、精度を損なうことなく、また、表面の準備を行う必要なく、生産現場で鋳造部品を検査できるようになりました。3Dスキャナーを使うことで、品質管理チームはCMMに比べ、トレーニングや処理、プログラミングに割く時間を減らすことができ、短い時間でより多くの部品に関するより包括的なデータを取得できるようになっています。

部品品質の向上

各生産段階で行われる検査によって、重要な部位の湯回り不良やCADモデルからの逸脱といった問題を明確に特定できます。この積極的なアプローチにより、鋳造部品が一貫して顧客の仕様を満たし、要求公差に収まるようになっています。

検査時間の短縮

3Dスキャンにより、検査時間が数時間から数分に短縮され、0.025 mmの精度も維持されます。この効率化されたプロセスによって、1つの鋳造部品につき最大で30分の短縮が可能になり、自信をもって不良を特定できます。効率性が向上した結果、より多くの部品を生産でき、短い時間でより多くの部品を生産して検査できるようになり、より短納期で顧客に提供できるようになっています。

お客様： Martinrea Honsel Spain

マドリッドの工業の中心地に拠点を置くMartinrea Honsel Spain社は、60年以上にわたって自動車業界で中心的役割を果たしてきました。1960年に設立されたこのアルミ鋳造会社は、一般車両や商用車両のエンジンやトランスミッション、シャシーや車体構造に加え、機械工学やその他の用途向けの部品も製造しています。

設立以来、Martinrea Honsel社は継続と革新を同時に実現し、顧客の要件を一貫して高度なプロセスや製品へと変換してきました。その結果、高強度かつ寸法精度も表面品質も優れた部品を生み出しました。

その基準をさらに押し上げるため、Martinrea Honsel Spain社は最近になって、Creaformのメトロロジーグレードの3Dスキャナーによる全体スキャンを採用しました。この新たな方法によって、より詳細な検査、より迅速な検証、品質管理の向上が可能になりました。

将来を見据え、Martinrea Honsel Spain社は、この能力をより広い分野（金型のキャビティやフレームなど）にまで拡大し、品質と効率性の境界を押し広げ続けようとしています。