食品包装機器の生産性向上

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非鉄用DLC超硬エンドミルによるアルミニウム合金製部品加工の効率化

Frank Twomey | OSG USA

1968年に設立されたRoss Industries, Inc.（以下Ross Industries社）は、食品加工と食品包装の機械メーカです。主な製品には、食肉軟化機、抗微生物介入システム、冷凍冷蔵装置、成型機、食品プレス機、食肉用スライサー、廃棄物を粉砕するマセレーター、トレーに入った食品をフィルムで包み梱包するトレーシーラー装置などがあります。同社の全てのシステムは、食品加工業者の製造と包装作業を合理化し、品質、生産性、食品の安全性を向上させるとともに、廃棄物を最小限に抑えることができるように設計されています。Ross Industries社は、50年以上にわたり食品業界へ携わってきたことによる専門知識により、世界有数の食品加工・包装システムメーカとして国際的な名声を築いてきました。同社の製造工場は、アメリカバージニア州ミッドランド市にあり、従業員数は約100人、敷地面積は約8万平方フィートです。

1968 年に設立された Ross Industries社は、食品加工と食品包装の機械メーカです。同社の製造工場は、アメリカバージニア州ミッドランド市にあり、従業員数は約100人、敷地面積は約8万平方フィートです。

最近、Ross Industries社は、すべてのアルミニウム合金製部品のサイクルタイムの短縮を検討していました。OSG USA　エリアマネージャー　Frank Twomey は約2年前から代理店を通じてRoss Industries社と面識があり、食品包装用トレーシーラー装置アッパーチャンバーに使用されているA6061製部品の生産性を最適化する加工試験の機会を得ました。

食品包装用トレーシーラー装置に使用される部品であるアッパーチャンバーの前面の CAD モデル。

アッパーチャンバー背面の CAD モデル。

同社は25年以上にわたって、このA6061製アッパーチャンバーを製造しています。このチャンバーは、他の何千もの多くのアルミニウム合金製部品とともに年間約80個製造されています。アッパーチャンバーは、DNソリューションズ社製 HM 1000横形マシニングセンタ（CAT-50）で加工されています。

アッパーチャンバーは、DNソリューションズ社製 HM1000横形マシニングセンタ（CAT-50）で加工されています。

当初Ross Industries社は、インデキサブルタイプの他社製肩削りカッタ、外径1.5インチを使用していました。切削条件は回転速度6,000min-1(2,358sfm, 718m/min)、送り速度120ipm(3,048mm/min)、１刃当たりの送り量0.005ipt(0.127mm/t)、軸方向の切込み深さap=0.375インチ(9.525mm)、半径方向の切込み深さae=0.3インチ(7.62mm)です。切りくず排出量は13.5inch3/min(221.2cm3/min)になります。

アッパーチャンバーの材質はA6061です。

加工内容の詳細を調査したFrank Twomeyは、非鉄用DLC超硬エンドミルAE-TL-N　外径１インチ　３枚刃(EDP# 86301809)を提案しました。AE-TL-Nは、耐溶着性と潤滑性が求められるアルミニウム合金などの非鉄金属に優れた性能を発揮します。優れた切れ味でバリを抑え、良好な加工面品位が得られます。剛性と切りくず排出性を両立した新溝フォームは、びびりを抑制し良好な切りくず排出性を実現します。中心刃付き底刃仕様は突込み切削が可能です。さらに、DLC-SUPER HARDコーティングにより、長寿命が得られます。非鉄用DLC超硬エンドミルには、スクエア、ピンカド、ラジアスタイプがあり、幅広い用途に対応します。

AE-TL-N は、耐溶着性と潤滑性が求められるアルミニウム合金などの非鉄金属に優れた性能を発揮します。

AE-TL-Nの切削試験は、回転速度 5,125min-1 (1,343sfm, 408.7m/min),、送り速度231ipm (5,867 mm/min), 1刃当たりの送り量0.015ipt (0.382mm/t),、ap=1.62インチ(41.148mm)、ae=0.14インチ (3.556mm) の切削条件で行われました。切りくず排出量は52.39inch3/min (858.5cm3/min).で他社製の約4倍の加工能率です。サイクルタイムは34.5時間から9時間に短縮されました。

Ross Industries社はAE-TL-Nに切り替えたことで、アッパーチャンバーのサイクルタイムを約75％短縮し、現在では他のアルミニウム合金部品でも平均35％のサイクルタイム短縮を達成しています。

AE-TL-Nに切り替えることで、アッパーチャンバーのサイクルタイムが 34.5時間から 9 時間に短縮されました。

Ross Industries社　機械工場マネージャー　Greg Williams氏は　「このエンドミルは切りくず排出量が高いので、チップコンベヤが追いつきませんでした。コンベヤの速度を上げる必要がありました」と語っています。

工具交換時間、機械チャージ、人件費などの要素を考慮すると、年間183,000ドルのコスト削減が可能と推定されています。同社はすべてのアルミニウム合金の加工をオーエスジーの非鉄用DLC超硬エンドミルに変更し、さまざまな加工に対応しています。

左から、Ross Industries社　機械工場マネージャー　Greg Williams氏と OSG USA エリア営業マネージャーFrank Twomey、完成したアッパーチャンバーとともに。

Greg Williams氏は、「AE-TL-Nの性能と安定した工具寿命により、夜間の無人加工でも長時間安心して使用できます。加工状況によっては、従来使用していた他社の工具の４倍の加工能率を得ることができました」と語りました。

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