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航空機産業向け 3D プリンタにおける部品の自動解析

リープヘル・エアロスペース・リンデンベルク社(Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH)で、品質管理担当しているラインホルド・マッテス氏(Reinhold Matthes)に、ライカDM12000 Mについてインタビューさせていただきました。

航空機産業メーカーでは、多種多様な部品の、新しい革新的な製造工法が常に求められており、 その要件はますます複雑になっています。部品の形状や重量は特別な要件に合致、かつ迅速かつ高い信頼性で製造される必要があります。近年、製造において 3D プリンティング、レーザー溶融法の採用・試験が増えてきました。3D プリンティングは航空機産業に新たな途を拓いたのと同時に、新たな製造工法による部品の品質に関して新たな課題にも直面しています。

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品質管理用に最適なソリューションをお探しなら、ライカにお任せください.

リープヘル・エアロスペース・リンデンベルク社(Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH)品質管理担当のラインホルド・マッテス氏(Reinhold Matthes)に、 3D プリンティングされた金属製部品の微小孔解析で、ライカ検査用顕微鏡 DM12000 M をどのように活用し、品質評価を実施されているのか、お聞きしました。

リープヘル・エアロスペース社は航空機産業における主要なサプライヤーの1つです。航空機産業向けの空気管理システム、飛行制御システム、操縦システム、着陸装置およびトランスミッションなどを開発・製造・サポートしています。リープヘル・エアロスペース社は、次世代型飛行機の導入に向けて新たなソリューションを開発するために研究開発(R&D)に投資を続けています。

3D プリンティングによる部品の品質検査のために、DM12000 M を使ってどのような分析を行っているかお聞かせいただけますか。

Reinhold Matthes: 私たちはレーザー溶融法を用いて製造された試料の微小孔解析のために、顕微鏡を使用しています。特にチタン製部品の品質検査に使用しており、自動解析を行っています。

微小孔の自動解析は具体的にどのように実施されていますか?

Reinhold Matthes: 最大 6 個の試料を配置した後、オペレーターはPC上でスキャンする範囲を選択します。エリア選択後は、ソフトウェアが画像撮影を開始し、自動的に連結画像を生成、続いて測定と分析を行います。


手法自体は単純ですが、顕微鏡が試料表面の明るい部分と暗い部分を自動的に判別してくれます。微小孔のそれぞれの面積比とサイズ分布に基づき分析します。


ライカのアプリケーションスペシャリスト クリストフ・フランク氏(Christoph Frank)が特殊なマクロをプログラミングすることで実現できました。


続いてオペレーターがプロトコルを検証します。対照値としてバックグラウンドの平均グレー値を使用します。顕微鏡が基準値から逸脱して設定されていないかどうか、簡単に特定することができます。基準値より乖離が大きい値があれば、顕微鏡の測定/測定要件を調整します。こうしてより効率的に作業を行うことができるようになります。

DM12000 M による自動解析は、作業プロセスの効率化にどのように役立っているかお聞かせいただけますか。

Reinhold Matthes: 過去、試料の解析は外部に委託していました。結果が出るまで数週間を要することもありました。結果的に 3D プリンタでの処理パラメーターの開発に著しく遅れが生じていました。


ライカの自動化ソリューション導入により、品質検査に要する時間を大幅に短縮することができました。現在、試料の準備から測定結果が得られるまで、35 時間まで短縮できました。結果として生産工程の迅速化と品質管理の効率化をもたらしました。


もうひとつのメリットは、自動化された解析によって誤差原因を低減できたことです。測定設定用の基準値、顕微鏡およびカメラ設定が自動的にプロトコルに保持されるため、非常に厳密に測定が行えます。プロセスの標準化と、同じ記録条件の確保に役立ちます。

顕微鏡ソリューションの購入において何が一番重要ですか?

Reinhold Matthes: 最も重要なポイントはソフトウェアです。ソフトウェアは直観的に操作できること、オペレータのだれもが、いつでも簡単に操作できることが必要です。ライカ マイクロシステムズのアプリケーションスペシャリスト、フランク氏のマクロプログラミングのおかげで、ユーザーインターフェイスを私たちの要件に合わせて設定することができました。対応するボタンを操作すると重要な機能がハイライト表示されます。

将来さらにどのような機能が必要でしょうか?

Reinhold Matthes: ルーチン作業をさらに自動化し、オペレーターがより難しい解析作業に専念できるようにすることです。試料の検査が完全自動で実施できるようになることが理想です。ソフトウェアが試料を自動的に認識、自動でピントを合わせて、解析は直接ライブ画像上で行い、最終的にプロトコルが得られるものである必要があるでしょう。