航空・宇宙機器

高精度な加工や複雑な形状への対応が求められる航空・宇宙機器業界。ここでは、航空・宇宙機器業界でCAD/CAMを導入するメリットや選び方を解説します。

航空・宇宙機器業界におけるCAD/CAMの導入メリット

航空・宇宙機器業界における導入メリットをご紹介します。

難削材（チタン・インコネル等）加工における工具負荷の最適化

航空機部品で多用されるチタン合金やインコネルは、強度が極めて高い一方で熱伝導率が低く、切削時の摩擦熱が工具に集中して摩耗を急激に進めるという課題があります。高度なCAD/CAMが生成する「トロコイド加工」や「一定の切削負荷を保つツールパス」は、常に工具の噛み合わせ角度を最適に制御。

そうすることで刃先への熱集中を抑え、荒加工時間を最大50%削減しながら工具寿命を飛躍的に延ばすことが可能です。加工コストに直結する難削材攻略において、ソフトによる負荷制御は欠かせない武器となります。

設計と加工をつなぎ、品質と効率を両立できる

航空・宇宙機器業界では、設計変更が頻繁に発生します。しかしCAD/CAMを導入すれば、設計データをそのまま加工に反映できるため、段取りや手配の工数を減らすことが可能です。設計と製造の間に生じやすい情報伝達のミスを防ぎつつ、スムーズな加工プロセスを実現できるでしょう。

加工工程の標準化で属人性を軽減できる

ベテランの経験に頼った作業では品質や工程にばらつきが生じやすく、属人化の大きな要因となります。CAD/CAMソフトにはツールパスや加工条件をテンプレート化する機能があり、誰でも同じ流れで作業することができます。これにより品質を安定させながら、ベテランの技術を継承していくことができます。

若手でも扱いやすいUI、操作ナビが充実

どんなに便利なソフトでも、操作が難しいと誰も使いたがりません。しかしガイド付きのインターフェースを備えたCAD/CAMソフトなら、初心者でも手順に沿って操作が可能です。教育にかかる負担を抑えながら、短期間で業務に参加できる仕組みを整えられます。現在操作習得に時間がかかっている現場ほど、導入効果を実感しやすいでしょう。

難削材や複雑形状への対応力が高い

航空・宇宙機器では、チタンやインコネルといった加工の難しい素材、薄肉構造や三次元形状など複雑な部品が多く使われています。高度なツールパス制御や5軸対応機能を持つCAD/CAMソフトを導入すれば、こうした部品にも難なく対応することが可能。工作機の性能を最大限に活かした加工を行えます。

加工履歴の蓄積でノウハウを再利用できる

CAD/CAMソフトでは、過去に使用した加工データや条件を履歴として記録できる機能が備わっています。活用すれば、類似部品の再加工や仕様変更への対応をスムーズに行うことが可能。毎回ゼロから設定し直す手間がかかりません。結果として作業効率が上がる上、ノウハウの共有や技術を蓄積することもできるでしょう。

航空・宇宙機器業界におけるCAD/CAMの加工事例

航空・宇宙分野では、高精度な部品加工や無人化・効率化への対応が求められています。ここでは、代表的なワークの攻略法や、実際に導入して生産性を向上させた企業の事例をご紹介します。

代表的なワーク別の加工課題と解決策（ブリスク、構造部材）

航空・宇宙機部品の中でも、特に難易度の高いワークに対してCAD/CAMがいかに機能するか、その技術的プロセスを解説します。

1. エンジンのブリスク（一体翼車）

エンジン中核部品であるブリスクは、翼と翼の間隔が非常に狭く、工具やホルダーが常に干渉の危機にさらされます。高度なCAD/CAMは、同時5軸制御によって工具のチルト角をリアルタイムに自動調整し、干渉を回避しながら最適な角度で刃を当て続けます。これにより、手動では不可能な「繋ぎ目のない滑らかな面品位」を実現し、研磨工程の大幅な削減に寄与します。

2. 航空機フレーム（構造材）

徹底した軽量化が求められる機体フレームは、厚いアルミ塊から90%以上の素材を削り落とす「ポケット加工」が主体です。肉厚が薄くなるほど発生しやすい「びびり（振動）」を抑制するため、CAD/CAMは切削負荷を一定に保つパスを生成し、薄肉部の変形を防ぎます。剛性を保ちつつ限界まで削り出すこの技術が、航空機全体の燃費向上を支えています。

株式会社エムイーエス

半導体関連の精密部品や航空機部品（試作品）を手掛けるエムイーエスでは、加工の特性に合わせて複数のCAD/CAMを使い分けることで、現場のボトムアップと無人化を両立しています。

• hyperMILL：「ほぼ自動」と言えるほど高度な同時5軸機能を活用。操作がシンプルで干渉回避の安心感が高いため、若手技術者でも短期間で複雑な5軸プログラムの作成が可能になりました。
• Mastercam：設定箇所が豊富で深い作り込みができるため、主に部品加工や割り出し加工で活用。モデリングとCAMのバランスの良さを活かし、2次元データから3次元への移行ミスを激減させています。
• OneCNC：ネットワークライセンスを活かして1人1台体制を構築。主にプレート等の平面加工に使用し、これまで現場で行っていた「手組み」を完全に廃止。データ共有と修正の容易さにより稼働率が劇的に向上しました。

結果として、平面加工であればどのような形状でも無人で加工できる体制を構築。ソフトの導入を転機に、属人化を排した効率的な生産体制を実現しています。

新妻精機株式会社

東京・山形・長野の3拠点で試作開発を行う新妻精機では、最新鋭のマシニングセンターとFeatureCAMを組み合わせることで、高精度な試作対応力を強化しています。

導入前は、2D CAD/CAMでパスを一つ一つ「手書き」して作成しており、シミュレーション機能もないため、作成者の技量と想像力に頼らざるを得ない環境でした。FeatureCAM導入後は、以下の効果を得ています。

• 稼働率の向上：CAD/CAM専門部署を新設し、プログラムを先行作成して現場に供給する体制を構築。機械を止める時間を最小限に抑え、生産性が向上しました。
• 不良率の大幅低減：加工前に画面上で正確なシミュレーションが行えるようになったことで、技量不足によるミスを排除。不良率の劇的な減少に成功しました。
• 拠点間連携の強化：今後はCAD/CAMの統一を進めることで、3拠点間の垣根をなくし、作業のムラ解消と迅速な納期対応を目指しています。

航空・宇宙機器業界でCAD/CAM導入時に気をつけたいポイント

航空・宇宙機器業界での導入時に意識すべき注意点を紹介します。

デジタルツインと加工シミュレーションによる「一発良品」の実現

航空機部品は、大型のアルミ塊から削り出すモノコック構造や高価なチタン材など、素材自体が極めて高コストです。そのため、加工ミスによるスクラップ（廃棄）は経営上の大きな損失となります。実機と完全に同期した「デジタルツイン」環境で、Gコードベースの高精度シミュレーションを行うことは、単なる衝突防止だけでなく、「初品検査」のパス率向上に直結します。「削る前にPC上で完璧に検証する」というプロセスこそが、厳格な品質保証が求められる航空・宇宙業界において、最も不可欠な導入条件と言えます。

自社の課題に合った機能を選ぶ

現場でどのような課題を抱えているかを明確にしたうえで、必要な機能を備えたソフト選ぶことが大切です。たとえば、属人化の解消が目的であれば、加工履歴の記録やマクロ登録といった工程を自動化・標準化できる機能が有効です。再現性のある仕組みを構築することで、経験に左右されない加工品質を実現しやすくなります。

若手やオペレーター視点の操作性を確認する

実際に使用するのは若手やオペレーターである場合が多いため、操作画面の見やすさやガイドの有無など、現場目線での使いやすさを確認しましょう。日本語対応の表示や手順に沿った操作ナビがあると、教育にかかる時間を大幅に短縮できます。操作が複雑だと導入効果が出にくいため、誰でも扱いやすい設計が求められます。

既存の設備と連携できるかを事前にチェック

導入するCAD/CAMソフトが、自社の5軸加工機や複合加工機と問題なく連携できるかどうかを必ず確認しましょう。特に、ポストプロセッサ（機械に適した出力形式）の調整が柔軟に行えるかどうかは重要な比較ポイントです。対応が難しい場合、思わぬ手間や追加コストが発生する可能性があるため、よく確認しましょう。

教育・サポート体制の有無も比較する

導入後すぐに現場で活用するためには、教育支援とサポート体制が不可欠です。操作研修、マニュアル、リモート対応など、支援内容の範囲を確認しておきましょう。特に初期導入時は、サポートの質によって社内定着のスピードが大きく変わります。長期的な運用を見据えるうえでも安心できる体制を選ぶことが重要です。

継続利用できるコストかどうかを見極める

ソフトの導入には初期費用だけでなく、年間保守費やアップデート対応費用などのランニングコストがかかります。価格の安さだけで判断せず、必要な機能が揃っているか、サポート体制が十分かなど、トータルの費用対効果で比較してください。無理なく使い続けられるコスト設計が導入成功のカギと言っても過言ではありません。

航空・宇宙機器業界に対応しているCAD/CAMソフト

航空・宇宙機器業界では、チタンやインコネルなどの難削材や複雑形状部品の加工、高精度かつ安全性の高い製造品質が求められます。ここでは、代表的なCAD/CAMソフトをご紹介します。

サプライチェーンで不可欠な「データ互換性」と選定基準

航空業界でソフトを選定する際、忘れてはならないのが「デファクトスタンダード（業界標準）」との互換性です。ボーイングやエアバスといった大手機体メーカーが設計に用いる「CATIA」や、複雑なエンジン部品・タービン加工に圧倒的な強みを持つ「NX」は、航空業界の共通言語と言っても過言ではありません。

自社がどのサプライチェーンに属しているか、親会社からどのデータ形式（ネイティブデータ）で支給されるかを考慮し、変換エラーのないスムーズな連携ができるソフトを選ぶことが、リードタイム短縮の鍵となります。

hyperMILL

干渉回避×VIRTUAL Machineで“削る前に結果がわかる”安心感

hyperMILLが航空・宇宙分野で評価される大きな理由が、VIRTUAL Machineによる高精度シミュレーションです。工具・ホルダー・治具・ワークをそのままデジタル上に再現し、実加工と同じ動きを再生できるため、加工前の段階で干渉や姿勢不良を完全に可視化できます。高価なチタン・インコネル材を扱う現場では、1回の“やり直し”が大きな損失につながるため、この事前チェック機能が強い武器になります。

試し削りをほとんど必要としないため材料ロス・段取り時間の削減が実現し、加工不良のリスクを極小化できます。さらに、複雑な5軸加工で起こりやすい“ホルダー干渉”や“逃げ不足”を事前に回避できるため、初回加工から狙い通りの品質に近づけます。その結果、現場の心理的負担も減り、若手でも高難度ワークに挑戦しやすい環境をつくれる点が、航空・宇宙業界の生産現場で選ばれている理由です。

フィーチャー＆マクロで“誰が作っても同じ品質”を実現

hyperMILLのフィーチャー＆マクロは、穴・ポケット・溝・リブなどを自動で読み取り、登録済みの加工パターンをワンクリックで呼び出せる自動化機能です。形状の種類が多く、薄肉・複雑形状が多い航空部品でも、毎回ゼロから条件を設定する必要がなく、短時間で品質の揃ったNCデータを作成できます。これにより、経験者と若手で差が出やすかった工程をルール化・再現性のある形で共有できるようになります。

加工条件が統一されることで品質のバラつきが減り、複数ライン・複数拠点で扱う航空機部品でも一定レベル以上の加工精度を確保しやすわれます。また、段取りや判断の多くが自動化されるため、プログラム作成にかかる時間が大幅に短くなり、生産性向上にも寄与します。ベテラン依存が強い航空・宇宙加工において、人材育成・技術継承を同時に実現できる点が大きなメリットです。