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「DMP Flex 350」でインサート部分を造形
端部にクランプシリンダも造形
5軸MCで加工したベース部分に金属AMで造形したインサートを組み込む
これに対し、GFMSは切削加工や放電加工といった従来の加工技術にAM技術を組み合わせたハイブリッド工法を開発。この工法によって、高度かつ複雑なトレッドデザインの実現が可能になるだけでなく、これまでの課題だった製造コストと時間を大幅に削減することもできるようになった。
このハイブリッド工法では、まず5軸マシニングセンタ(MC)「MILL P 500U」(GFMS製)を使用し、金型のベースとなる部分(AMで造形したリブ・サイプ部分を挿入するための溝など)を加工する。リブ・サイプ部分(以下インサート)は金属AM製造システム「DMP Flex 350」(GFMS製)で造形。材料にはマルエージング鋼相当の金属パウダーを使用する。
インサートの端部には、M6の取り付け穴を設けたクランプシリンダも合わせて造形。これは造形後の切削工程で正確に段取りを行うために必要なもので、切削加工時に切り取られる。
造形したインサートは、ワイヤ放電加工機「CUT AM 500」(GFMS製)によってプレートと切り離され、3軸MC「MILL S 400」(GFMS製)に搬送。側面のはめ込みや下面の曲面を加工し、ベースに固定するためのM5ねじを加工する。その後、ベースにインサートを組み込み、セグメント全体にサンドブラストを施すことで、金型表面を均一化する。
インサートの造形は1層当たり30~60umで行い、325分ほどで完了する。また、ベース部分の加工は90分、プレートとの切り離しに使うワイヤ放電加工は22分、切削加工はインサート一個当たり12分ほどで仕上げる。
この一連の製造プロセスによって、従来工法で6カ月ほどかかっていた製造リードタイムを6週間ほどに短縮。また、製造コストに加え、加工の消費エネルギーも60%以上削減することができる。
コストとエネルギー削減に寄与
新しいパワートレーンから最大限のメリットを得るためには、タイヤ製造を含む様々な面で新しい考え方や加工が必要となる。AMと機械加工を組み合わせたGFMSの革新的なハイブリッド製造プロセスもその一つ。トレッドデザインの制限をなくし、リードタイムの短縮と材料除去の必要性を減らすことによって、製造コストとエネルギー消費の削減につなげることができる。
GFマシニングソリューションズ
ビジネス開発部 M事業部長 小林 貞人氏
東京都品川区東品川4-13-14グラスキューブ品川11F
TEL:03-5769-5010
AM技術を実用化するために最も考慮すべきは製造コストだ。いくら従来工法で不可能な形状を作り出すことができたとしても、採算が合わなければ意味がない。AM技術をどう取り入れるか。そのアイデアが金型づくりをさらに進化させる。
金型新聞 2022年3月10日
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