ロケットや人工衛星は、完成した機体やシステムに注目が集まりやすい。しかし、その裏側では、航空宇宙部品を高い精度で加工するものづくり企業も、開発を支える重要な役割を担っている。
本記事では、航空宇宙部品に使われる難削材加工を切り口に、静岡県の精密加工企業であるエステックの技術や特徴について解説する。
目次
難削材加工とは
難削材加工とは、一般的な金属と比べて加工が難しい材料を、目的の形状や寸法に仕上げる加工技術である。
代表的な難削材には、チタン合金、インコネル、ステンレス、CFRP、SiCなどがある。これらの材料は、強度、耐熱性、耐食性、軽量性などに優れている一方で、材料の硬さや熱の逃げにくさ、工具への負荷の大きさなどから、一般的な材料に比べて加工が難しい。
そのため、難削材加工では材料ごとの特性を理解したうえで、工具の選定、切削条件、加工順序、検査方法などを適切に設計する必要がある。単に素材を削るだけではなく、加工中の熱や振動、工具摩耗を管理しながら、設計通りの精度に仕上げる技術が求められる。
航空宇宙分野では、部品の軽量化や高強度化、耐熱性の確保が重要になるため、チタン合金やインコネルなどの難削材が使われることがある。こうした材料の性能を実際の部品性能につなげるには、高精度な加工技術と安定した品質管理が欠かせない。
航空宇宙部品で難削材加工が求められる背景
重量制約や過酷環境に対応する材料が必要
航空宇宙分野では、部品の重量が性能やコストに大きく関わる。
航空機では、機体や部品の重量を抑えることが燃費の改善につながる。ロケットでは、機体や部品を軽くできれば、同じ打上げ能力の中で、より多くの衛星や観測機器などを搭載しやすくなる。また、人工衛星は、重量が大きいほど打上げ費用が高くなる傾向にある。構造部品などを軽量化できれば、打上げ費用の抑制や、観測機器、通信機器、電源、燃料などに使える設計余地の確保につながる可能性がある。
一方で、航空宇宙部品は過酷な環境に耐える強度や性能も必要である。飛行・打上げ時の大きな振動や加速度に加え、エンジン周辺の高温環境なども考慮しなければならない。また、ロケットや人工衛星では、宇宙空間での温度変化や放射線、長期間の運用に耐える性能も求められる。
そのため、航空宇宙部品では、軽量性、強度、耐熱性、耐食性などに優れた材料が使われることがある。チタン合金、インコネル、CFRPなどの難削材は、こうした要求に対応する材料として用いられている。
厳しい品質要求に対応する加工技術が求められる
航空宇宙分野では厳しい品質管理が求められる。そのため、加工が難しい難削材であっても、部品の品質を安定して確保する高精度な加工技術が必要になる。
航空機では、部品の品質が人命に関わる可能性がある。ロケットや人工衛星などの宇宙機器では、打上げ後に部品の修理や交換を行うことが難しい。そのため、製造段階から品質を作り込み、加工条件、検査工程、確認結果を適切に管理する必要がある。
こうした品質管理が難しくなる要因の一つが、航空宇宙部品に求められる形状や精度の厳しさである。航空宇宙部品では、空気や燃焼ガスの流れ、熱、荷重、取り付け条件などを踏まえ、薄肉形状や曲面、細かな穴あけ、厳しい寸法公差など複雑な形状が求められることがある。
特に難削材加工では、加工中の熱や振動、工具摩耗が寸法精度や表面状態に影響することがある。そのため、工具の選定、切削条件、加工工程を適切に調整しながら、複雑な形状でも品質のばらつきを抑えて仕上げる加工技術が求められる。
エステックが手掛ける航空宇宙部品の精密加工
航空宇宙分野の難削材加工を手掛ける企業の一つが、エステックである。
同社の特徴や強みは以下の通りだ。
多様な分野で培った難削材加工の技術力
エステックは、航空宇宙機器部品のほか、半導体用ジョイント、油圧ジョイント、医療機器部品など、様々な分野の加工を手掛けている。対応材料も、ステンレス、チタン、インコネル、CFRP、SiCなど幅広い。
半導体、医療機器、油圧機器などの分野でも、部品には高い精度や安定した品質が求められる。こうした分野で培った加工ノウハウは、航空宇宙部品に求められる多様な材料や形状への対応にもつながる。
また、エステックは、さまざまな工具メーカーと連携しながら、加工対象に応じた工具の選定や加工方法の改善に取り組んでいる。さらに、社内で工具の成型や検査を行うことで、加工精度の安定化にもつなげている。
航空宇宙部品では、材料の種類や部品形状によって、求められる加工条件が大きく変わる。多様な難削材に対応し、工具や加工条件に関する知見を蓄積していることは、航空宇宙分野の設計要求や品質要求に応えるうえで強みとなる。
JIS Q 9100とNadcapに基づく品質保証体制
エステックは、航空宇宙・防衛分野向けの品質マネジメント規格である「JIS Q 9100」を取得している。JIS Q 9100は、品質管理や工程管理、記録管理などを含め、航空宇宙分野の厳しい要求に対応するための規格である。
また、同社はNadcap認証も取得している。Nadcapは、航空宇宙分野で求められる特殊工程などを対象とした認証制度であり、部品製造における工程や品質管理の信頼性を示す要素となる。
航空宇宙分野では、高精度に加工できることに加えて、その品質を継続的に管理・証明できる体制が求められる。JIS Q 9100やNadcapのような認証を取得していることは、加工工程や検査体制、記録管理などが航空宇宙分野の要求に対応していることを示す要素となる。
エステックにとっても、これらの認証は航空宇宙分野のサプライチェーンに参入し、顧客からの品質要求に応えるうえで重要な基盤となる。難削材加工の技術に加え、規格に基づいた品質保証体制を備えていることが、航空宇宙部品の製造を担ううえでの強みといえる。
H3ロケットやISSなど航空宇宙分野での豊富な実績
エステックは、ロケット、宇宙ステーション関連機器、航空機エンジンなど、航空宇宙分野の幅広い領域で部品加工に関わってきた実績を持つ。
具体的には、新型ロケット「H3」試験機1号機をはじめ、H2系ロケット、宇宙ステーション補給機「HTV」、国際宇宙ステーション「ISS」、航空機用のV2500ターボファンエンジン、三菱リージョナルジェット「MRJ」などのプログラムに参加してきたとされている。
2016年時点では、航空宇宙関連製品が売上の70％を占めていることが示されており、同社は航空宇宙分野を主要な事業領域の一つとしてきた企業であることがうかがえる。さいごに
航空宇宙部品の製造では、軽量性、強度、耐熱性、耐食性などに優れた材料を扱うだけでなく、それらを設計通りの形状や寸法に仕上げ、品質を安定して保証する加工技術が求められる。
特に、チタン合金やインコネル、CFRPなどの難削材は、航空機、ロケット、人工衛星などの性能を支える重要な材料である一方、加工には高度なノウハウが必要となる。航空宇宙分野では、部品一つひとつの品質が安全性やミッションの成否に関わるため、加工技術と品質保証体制の両方が重要になる。
エステックは、多様な難削材加工に対応する技術力に加え、JIS Q 9100やNadcapに基づく品質保証体制を備え、航空宇宙分野のものづくりを支えてきた精密加工企業である。難削材加工と品質保証の両面から、航空宇宙産業のサプライチェーンを支える企業として注目できる。
同社は現在、様々なポジションにて人材を募集している。興味のある方は、業界特化型の人材マッチングサービス「スペジョブ」をチェックしていただきたい。
参考
