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PDFVeroは車輪の再発明に貢献

イタリアBergamoに拠点を置くLamiflexグループは、航空機、医療、電気通信、スポーツなどの業界を30年以上に渡り支援して来た複合材料のリーダー的存在です。

会社は1976年に生産を開始し、繊維機械用に複合材料で作成したレピアリボンを考案・開発して来ました。そして継続的な研究と投資のお蔭で、Lamiflexは航空機などの新しい市場に参入する事が出来ました。新しい市場ではAgustaWestlandが認定した複合材料の特殊オートクレーブ重合工程を利用して軍事用の航空機、高性能車両、機械装置に取り付ける固くてかつ柔軟性のあるECSシステム用軽量ダクトを生産しています。

"ソフトウェアの導入により製造工程が合理化され、潜在的な問題も減って最終的に生産性が向上しました。”

Carrara Castelli

グループの技術革新と生産及び研究開発の優位性は、会社を複合積層技術分野における業界リーダーに押し上げました。

複合材料とは複数の素材から作られた構造物質の事で、典型例としては炭素強化熱硬化性樹脂、ケブラー繊維あるいはガラス繊維、そして繊維を特定の方向に並べて強度が強く、特別な用途向けに独特の特性を示すマトリックス材料などがあります。積層複合材料は、それぞれの繊維が特定の方向に向いている連続的な繊維シートを積み重ねることで作成されます。つまりこれは、必要な場所だけを補強し、使用する材料の分量を最適化することで、製品の重量を最小化出来る事を意味します。

複合材料開発の主目的は、疑いもなく機械的強度の高い材料開発であり、金属と同等あるいはそれ以上の強度を持ち、かつ遥かに軽い(50%減)材料開発を目指すものです。

2009年、Lamiflexはイタリアの製品デザイナーLuca Schieppatiが設計したフィットネス機器の新しい部品開発に携わりました。Ciclotteは、近代的な炭素繊維フレーム、タッチスクリーン表示装置を有する独特の運動用自転車で、適切な回転動作が出来るようペダルの距離が短くなっています。

中央の巨大な車輪は設計の要で、1800年代末期のクラシックな一輪車を思い起こさせます。しかし、最先端エンジニアリングと近代的運動科学のお蔭で、Ciclotteはインテリアデザインと高級フィットネスの世界でなくてはならないものと信じられています。またCiclotteの独特の輪郭は簡単に識別する事が出来るので、設計美学と先端技術の観点で称賛されています。

Ciclotteは、路上でのペダル運動の力学と性能を正確に再現するように設計され、かつ革新的な外サイクロイド・クランクシステムのお蔭で回転運動のような激しいエアロビクストレーニングに打って付けの製品です。二重衛星システムは、たった58mmの機能空間で入れ替わる4つの歯車で構成されています。ペダル運動にはずみ車回転の数を掛ける事で(ペダル1回転にはずみ車約4回転分)、車輪から強力な磁場が生成され、抵抗力を最大化して大腿部耐熱性を生み出します。

CiclotteはCiclòプロジェクトから生まれた産物で、都市型一輪車の革新的試作品は常設展示品の一部として、現在ミラノにあるTriennaleデザイン博物館に展示されています。

LamiflexとCiclotteのプロジェクトリーダーであるR&D取締役Federico Carrara Castelliは説明します。「Luca Schieppatiの構想は我々を大いに刺激しました。我々は複合材料に関する幅広い経験を駆使して、製品を現実の物とする手助けをしたかったのです。」

2009年の始めに、完全な機能を盛り込んだ試作品を作成する前に、市場のフィードバックテストを行う事を目的に最初の試作品を作成しました。機能要求と炭素繊維ハンドルバーとサドルを含む全ての機能部品の大きさを検証するために全ての部品を3次元で設計し、かつ最終的に60以上の個別部品から成る組立工程の前に潜在的な問題を洗い出すために、仮想アセンブリーのシミュレーションを行います。

Ciclotteプロジェクトと同時に、Lamiflexは時間を掛けてソフトウェア市場の評価と、新しい統合CADCAMシステムへの投資も行いました。CAD設計者Marco Peraniは説明します。「Lamiflexでは以前パラメトリックCADシステムを使用していましたが、使い勝手が悪く複雑な曲面形状の取り扱いにかなり制限がありました。広範囲に渡るベンチマークテストを経て、我々は性能と価格のバランスが一番良く取れていたVISIの購入を決定しました。現在、複数のVISI Modellingライセンス、設計用VISI Analysis、そしてCompassを含む2軸から5軸までのVISI Machiningを使用しています。」

「我々は、Ciclotte製品で使用されている全ての複合成形部品の設計及び製造にVISIを使用しました。炭素繊維製の車輪とハンドルバー用の成形品作成に関しては、全て100時間以内のCAD作業で達成することが出来ました。」とCarraraは説明します。

一旦成形品が完成した後は炭素繊維とエポキシ樹脂が適用され、真空バッグに挿入された後硬化プロセスのためにオートクレーブ内部に置きます。硬化が終了すれば、部品は仕上げを行うためにCAM部門に引き渡されます。

「Lamiflexでは、VISI Machining用に2台の同時5軸加工機を含む複数の工作機械が稼働しています。複合材料製品の仕上げ加工のために、しばしば工具側面を曲面エッジに沿って走らせるトリミング手法が使われます。さらに工具動作を制御するために局所的に同期曲線を使用しますが、ここでは方向変化が激しくなります。平面上の穴加工には工具を曲面に垂直に傾けますが、製品穴への到達が難しい場合は工具ホルダーとの干渉を避けるためにさらに工具を傾けることがあります。工具軌跡が完成したら、加工作業者は機械シミュレーション機能を使って加工データ全体を仮想的に検証し、工具軌跡に干渉がないかどうかを確認する事が出来ます。」とCarraraは説明します。

最後にCarraraは述べます。「ソフトウェアの導入により製造工程が合理化され、潜在的な問題も減って最終的に生産性が向上しました。我々は、常に革新的で画期的なソリューションを探し求めていますが、この意味でVeroは我々の大切なパートナーであると考えています。」

 

ユーザー情報:

会社名: Lamiflex Group

 

導入効果:

  • 複雑な曲面形状を取り扱う時に問題となるパラメトリックCADの制限を解消
  • CADとCAMで共通のインターフェース
  • 干渉のない5軸工具軌跡作成のための機構シミュレーション機能
 
コメント:

 

"ソフトウェアの導入により製造工程が合理化され、潜在的な問題も減って最終的に生産性が向上しました。”

Carrara Castelli

 

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