コンセプトから量産へ：AFTの協調設計（Co-design）がいかにしてイノベーションを「納品可能な鍛造解」に変えるか
世界中の経験豊富なR&D責任者や調達マネージャーが一度は目にしたことのある「製造業の悲劇」があります。それは、「芸術品のように美しい設計図面が、試作現場ではパニック映画のような惨状になる」という光景です。
最初のT1サンプルで目にするのは、未充填（欠肉）、折り込み（かぶり）、亀裂、寸法のばらつき、あるいは加工取り代の不足です。そしてプロジェクトは「無限ループ」に陥ります：図面修正 → 金型修正 → 再試作 → 再手直し → 納期遅延。アルミ鍛造業界において、これは偶発事故ではなく、典型的なコストのブラックホールなのです。
なぜでしょうか？それは鍛造が「固相成形」だからです。材料の流動は、プラスチック射出成形やダイカストのように「融通」が利きません。それは金型形状、材料特性、温度、潤滑、変形経路などが絡み合う、高度に制限された物理的な交渉のようなものです。「機能し、美しく、かつ量産可能である」部品を作れるかどうかは、これら全ての条件にかかっています。
天承精密鍛圧（AFT）のアプローチは直球です。「試作での失敗を待つのではなく、最初の一枚の図面から共創する」ことです。
私たちは自らを単なる「図面通り（Build to Print）」のサプライヤーではなく、OEM/ODM技術パートナーと位置づけています。鍛造の世界における真の競争力は、プレス機のトン数だけではありません。リスクを前倒しし、不確実性を図面段階に留め、量産をコントロール可能なプロセスに変える能力にあるのです。
1. なぜ「協調設計」がサプライチェーンの分水嶺となるのか
「Co-designといっても、エンジニアが一緒に図面を見るだけではないか？」と思われるかもしれません。なぜわざわざ記事にする価値があるのでしょうか？
なぜなら、鍛造サプライチェーンにおいて、設計段階での意思決定は、金型コスト、歩留まり、リードタイム、そして総保有コスト（TCO）において10倍の影響をもたらすからです。プロジェクトを破綻させるのは、多くの場合、材料の選択ミスではなく、「幾何学形状」が固相成形に課す過酷な制約を無視したことです。典型的な高リスク設計には以下があります：
- 極端な薄肉： 流動抵抗が大きく、未充填や金型寿命の低下を招く。
- 鋭利な内角： 鍛流線（メタルフロー）を分断し、応力集中点を形成して疲労寿命を縮める。
- 大きな肉厚差： 一発での成形が難しく、折り込みや内部亀裂の原因となる。
- 深いポケットや肉抜き： 軽量化の諸刃の剣であり、適切な金型戦略なしでは欠陥の温床となる。
つまり、軽量化、外観の美しさ、機能統合を追求すればするほど、設計言語を量産言語に「翻訳」できる鍛造パートナーが必要になるのです。
2. AFTのCo-design：「見積もり」ではなく「量産DNAの組み込み」
AFTはDFM（Design for Manufacturability：製造容易性設計）について、非常に現実的な認識を持っています。それは、「どれほど優れたソフトウェアシミュレーションでも、100%の答えにはならない」ということです。
私たちの手法は、「デジタル予測 ＋ 現場の経験則」というダブルエンジンです：
- デジタル予測： QFormなどの高度な解析ソフトを使用し、高リスク領域（レッドゾーン）、流動のボトルネック、潜在的な折り込みや亀裂を特定します。これで顕在的な問題の約60〜70%を解決します。
- 経験則による判断： 残りの30〜40%の潜在的リスク（微細なフロー方向、金型摩耗パターン、熱処理による変形傾向）は、30年の現場経験を持つエンジニアチームが解読し、補正します。
3. 持ち帰って使える「DFMリスク対照表」
これは、「試作地獄」をプロジェクトから遠ざけるためのチェックリストです。設計チームやサプライヤーとの会議で直接ご使用ください。
| 設計特徴 （よくある要望） | 鍛造リスク （よくある問題） | 量産への影響 （調達の痛み） | AFTのDFM / Co-design対策 |
|---|---|---|---|
| 薄肉・極端な軽量化 | 未充填、充填困難、金型の早期摩耗 | 歩留まり低下、金型費高騰、納期遅延 | 肉厚勾配の再配分、R（半径）の調整、荷重主要部の確保。必要に応じて代替材料や構造最適化を評価。 |
| 鋭角・シャープな内角 | 応力集中、鍛流線（メタルフロー）の分断 | 疲労寿命のばらつき、市場クレームリスク増 | R付けの提案、「機能面」と「非機能面」の再定義を行い、強度確保のためにフローを連続させる。 |
| 大きな肉厚差・深いキャビティ | 折り込み（Lap）、亀裂、内部欠陥 | 試作回数の激増、開発予算超過 | DFMによる成形パスの分解。多段成形戦略（例：予備鍛造 Pre-forging）への変更提案。 |
| 肉抜きポケット（Weight Saving） | 材料流動不安定、高確率での欠陥発生 | 軽量化のつもりが、スクラップ（廃棄）コスト増 | 荒鍛造＋仕上げ鍛造： 複数金型でまず体積配分を行い、最終形状へ整えることで欠陥率を激減させる。 |
| 過度な公差設定・取り代不足 | T6熱処理変形を吸収できない | 加工困難、治具設計難航、歩留まり悪化 | 「基準面」と「加工戦略」を早期定義し、鍛造素材に変形補正モデルと適切な取り代を組み込む。 |
| 強度限界への挑戦 | 材料・熱処理のプロセスウィンドウが狭まる | 品質一貫性のリスク（低工程能力指数 CPK） | 合金選定（例：6082 vs 7075）とT4/T6熱処理条件、検証計画を同期させ、性能を管理可能なものにする。 |
表：TCO削減のためのAFT DFMリスク＆対策マトリックス
4. 材料選定：文脈を「検証可能な性能」に翻訳する
産業によって「合格」の定義は異なります。AFTは協調設計段階で、材料選定と熱処理戦略をセットで議論します。
- 自動車シャシー/サスペンション： 通常、6082または6110系を推奨します。これらは強度、靭性（延性）、加工性のバランスが最適です。
- 航空宇宙 / 高強度： 極限の強度を求める場合、7075、7050、2014などを検討しますが、同時に耐食性や熱処理の難易度についても助言します。
- 高温エンジン部品： ピストンなどの用途には、2618合金と特殊な熱処理パラメータを組み合わせます。
重要なのは、どの材料が「最強」かではなく、「必要な性能が、安定して製造され、検証され、納品され得るか」です。
5. 品質保証：「確認」から「信頼」へ
Co-designのゴールは、完璧なゴールデンサンプルを1個作ることではありません。安心して量産できる品質の道筋を作ることです。
AFTは自動車サプライチェーンの厳格なツールと言語を採用しています：
- PPAP（生産部品承認プロセス）： 工程能力が要求を満たすことを保証。
- FMEA（故障モード影響解析）： 発生しうる失敗を事前に想定し防ぐ。
- SPC（統計的工程管理）： データで量産の安定性を監視。
- 8Dレポート： 問題発生時に根本原因を体系的に解決。
6. よくある質問 (FAQ)
調達およびR&D担当者様からよくいただく質問への回答をまとめました。
CTA | あなたの図面を「納品可能なソリューション」へ
もし、設計は軽量化しているのに歩留まりが上がらない、あるいは現在のサプライヤーがリスクを明確に説明できないという状況に直面しているなら、必要なのは再度の試作ではなく、DFM/Co-designの早期発動です。
AFT公式サイトよりお問い合わせください。3Dデータ、目標重量、使用環境をお送りいただければ、「迅速DFM評価」を行い、量産可能で追跡可能な最短ルートをご提示します。