従来ファイバーレーザの課題を一挙に解決

金属加工に用いる産業用レーザとして成熟期に入ったファイバーレーザは、切断速度の向上やランニングコストの削減など、生産性の向上に大きく寄与し、今日ではものづくり現場における必須マシンと評価されるに至った。

現在、金属加工用のファイバーレーザは、発振器の出力向上がトレンドとなっているが、当社はお客さまのコストメリットを最大化することを目的に、最大のボリュームゾーンである中出力領域をターゲットに開発を行った。

開発に際し、ファイバーレーザは生産性の向上をメリットとする反面、ステンレスやアルミの加工に関しては、従来のCO2レーザと比較して切断面の粗さやドロスの発生などに課題があった。これを解決するため、世界で初めてレーザ光の軌跡を自動制御する「LBCテクノロジー」を開発するとともに、この技術を搭載したファイバーレーザマシン「VENTIS-3015AJ」（以下、VENTIS-AJ）の開発に成功し、従来の課題を一挙に解決した。

「LBCテクノロジー」と4kWシングルモジュール発振器

「LBC」は「Locus Beam Control」（軌跡ビームコントロール）の略であり、エネルギー密度の高い光を維持したまま、集光点を変えず、ファイバーレーザのビーム軌跡を自由自在にコントロールする世界初の画期的な技術である。軌跡のパターンの数は無限大に拡張することが可能である（図1）。これにより、これまでファイバーレーザ加工の大きな課題であったステンレスやアルミ加工における切断面の粗さやドロスの発生などを解決した。

図1：「LBCテクノロジー」の特長

従来のファイバーレーザで加工する場合、薄板を切断する時は高効率なレーザ光を金属材料表面で小さく集光し、高いエネルギー密度で瞬時に材料を溶融して高速に切断する。中厚板を切断する時は、適切な切断幅を得るために、レンズと金属材料との距離を変えて焦点位置をずらし、金属材料表面上での集光径を大きくして加工する。

レーザは集光径が大きくなるほどエネルギー密度が低下し、切断速度が遅くなってしまう。エネルギー密度の低下を補うには、レーザ発振器の出力を大きくするしかなく、これがファイバーレーザ発振器の高出力化競争が激化している理由のひとつといえる。

これに対してLBCテクノロジーは、ビームの軌跡をコントロールする技術である。ビームの軌跡をコントロールすることで、ビームの集光径を小さく絞った状態のまま―すなわちエネルギー密度の高い光のまま切断が可能となった（図2）。

図2：「LBCテクノロジー」の光イメージ

また同時に、新たに4kWシングルモジュール発振器を開発した（図3）。シングルモジュールとは、ファイバーレーザ光を発生させる光エンジンがひとつであるということである。従来は、複数の光エンジンで生まれた光を束ねるマルチモジュールにより4kWの出力を確保していたため、どうしてもビーム品質の低下が発生してしまい、高輝度なレーザビームを得ることが難しかった。

VENTIS-AJでは、ひとつの光エンジンのみを使用するシングルモジュールの発振器を採用していることで、光エンジンを結合することなく4kWの出力を確保でき、エネルギー密度の高い、よく絞れた世界最高レベルの高輝度ビームをつくり出すことが可能となった。

図3：新型4kWシングルモジュールファイバーレーザ発振器

LBCテクノロジーと、シングルモジュールによる高輝度ビームを組み合わせることで、VENTIS-AJは4kWファイバーレーザの能力を最大限まで引き出すことができ、クラス最高のパフォーマンスを実現し、さらなる高効率な切断が可能となった。

事業の柱は4本 ― 4月までは順調

阿久津光康社長（左）と小林良輔専務（右）

武蔵工業㈲は、板金加工・機械加工・溶接の複合加工によるワンストップ体制を確立し、納期短縮・コスト低減に対応する部品メーカー。事業の柱は4本 ― 主力の高所作業車両部品が売上全体の40～50%、フェンダーなどのトラック車体部品とコンベヤーなどの輸送機器部品が合わせて20～30%、厨房機器部品が10%弱となっている。

2018年に大手総合厨房メーカーが伊勢崎市の伊勢崎宮郷工業団地内に群馬工場を開設したことで、厨房関連機器に使われるステンレス部品の仕事を新規受注。同メーカーの他工場からも受注するようになり、今では同社の売上構成比4位に成長した。輸送機器関連では物流倉庫向けの需要が増える傾向で、受注環境は恵まれている。

3月時点で新型コロナウイルスの感染拡大による影響は見られず、4月までの生産量の落ち込みは少ない。しかし、5月以降に関しては「見通しは立っていません。今期（2020年7月期）の通期業績は10%前後の落ち込みを想定しています」と阿久津光康社長は語っている。

• VENTIS-AJで加工したステンレス・板厚5㎜の切断面。ドロスレスで切断面品質は高い
• VENTIS-AJで加工した軟鋼・板厚12㎜の切断面

総合厨房メーカーの仕事を新規開拓

新型コロナウイルスの感染拡大に対応して政府は4月7日に「緊急事態宣言」を発出し、日本全体で経済環境は一段ときびしさを増しているが、同社にとってさいわいだったのは、厨房機器の仕事が増える傾向にあることだ。

2018年末、大手総合厨房メーカーの群馬工場が伊勢崎市内に開設すると知り、営業活動を推進した。ステンレス加工の経験が浅く、当初は得意先のQ,C,D要求に対応できるか不安もあったという。しかし、この話を耳にする前から、同社はステンレスやアルミの仕事を増やしていく方針を固めていた。そのために2018年8月にファイバーレーザマシンENSIS-3015AJ+ASFH-3015Gを導入し、ブランク加工の対応力はすでに備わっていた。

課題は、ステンレスの高品位な溶接ができる技術の確立と、作業者の育成だった。厨房機器部品も、ブランク加工と曲げ加工は問題なく対応できたが、TIG溶接ではさまざまな課題が残った。溶接後のひずみ除去・ビードカットの作業に多くの手間がかかった。

こうした課題に対応するため、2019年9月にはファイバーレーザ溶接システムFLW-3000ENSISを導入した。FLW-ENSISは、溶接線をヘッドと同軸のカメラが倣い、その画像を見ながら作業者が溶接線をトレースすることでロボット操作プログラムを手軽にティーチングできる。溶接ビード・溶接焼けも少なく、経験の浅い社員でも高品位な溶接を実現できるようになった。また、“切断ヘッド”をオプションで導入することで、フランジなど立体化した製品の追加工にも対応できる仕様となっている。

左：パンチ・レーザ複合マシンACIES-2515T+AS-3015NTK+ULS-3015NTK／右：2019年9月に導入したファイバーレーザ溶接システムFLW-3000ENSIS。ステンレスの高品位溶接に貢献している

Q1 新型コロナの感染拡大にともなう事業への影響について。

88.2%が「影響あり」と回答

「すでに影響が出ている」と回答した企業が59.7%を占めた。「今後影響が出る見込み」（1カ月以内・3カ月以内・半年以内）と合わせると88.2%が、企業活動に影響があると回答した。「わからない」（7.6%）も合わせると、95%超が影響を懸念していることになる。

「当面、影響はないと思う」との回答は4.2%にとどまった。影響はないと回答した企業の主要業種は建築・インフラ系が目立つが、同じ業種でもQ3、Q4で売上の大幅減を見込んでいる企業もあり、地域・業種の有意な偏りは見られなかった。

日本企業の景況感も短期間で大幅に悪化

3カ月に一度、企業の景況感を調査する「日銀短観」 ― 2020年3月調査の業況判断指数（DI）は大幅に悪化した（図3）。

図3：日銀短観の業況判断指数（DI）

「大企業・製造業」の業況判断指数は、昨年末の2019年12月調査では「0」だった。消費増税などの影響もあり、新型コロナの騒動が起こる前から「大企業・製造業」の景況感は5四半期連続で落ちていた。それが2020年3月調査では「▲8」まで落ちた。

さらに、これまで比較的堅調だった「大企業・非製造業」は、2019年12月調査では「＋20」だったが、2020年3月調査では「＋8」で、一気に12ポイント落ちた。

中小企業を見ると、「中小企業・製造業」はもともと「▲9」だったのがさらに落ち込み「▲15」に、「中小企業・非製造業」も「＋7」から「▲1」に沈んだ。製造業・非製造業ともに、中小企業は大企業を上まわる落ち込みを示している。

世界恐慌を上まわるコロナショック
リーマンショック後同様、中国経済に期待

世界中で感染拡大が続くなか、経済的打撃は計り知れない。国際通貨基金（IMF）は、2020年の世界経済成長率が▲3.0%となり、1929年の世界恐慌以来の景気悪化になるとの見通しを示した。

世界各国は総額8兆ドル（約870兆円）の財政出動を準備して、感染拡大にともない休業や操業停止を行った企業、一時解雇やリストラで職を失った人々に給付金を支給するなどの緊急支援を行い、感染収束後の景気回復への準備を進めている。

中国は、この大打撃 ― コロナショックを乗り越えて、今年後半に世界経済のV字回復を実現させる“機関車”として期待されている。中国の1-3月期の経済成長率は▲6.8%となったが、4-6月期にはV字回復を遂げるとの見方がエコノミストの間で強まっている。

しかし、現在までにわかっている中国の経済対策は、中小企業の倒産や雇用の悪化を回避するためのセーフティーネットが中心となっている。具体的には、企業向け社会保障費の減免や減税、国有銀行による中小企業向け融資の拡大、企業の利払い延期、雇用調整助成金の支給などである。商品券の配布、5G（第5世代移動通信システム）関連投資の拡大、自動車の購入規制緩和などがあるものの、需要刺激策は総じて限定的となっている。

そのため、コロナショックから脱却するための“機関車”の役割を中国に期待するのは難しいとの指摘もある。コロナショック後の世界経済の回復が、どのように展開していくのかは、現状では不透明だ。

現時点ではっきりしているのは、「中国製造2025」を掲げ、中華人民共和国建国100周年となる2049年には世界第1位の経済大国となることを目指す中国の着実な経済発展と製造業の強さだ。そして、5G・AI・ロボット技術などによって飛躍的な発展・成長を遂げようとしている中国の科学技術力の高さだ。

外国人材が60%を占める板金工場

― 今回、「特定技能1号」に該当する3名を受け入れ、外国人材が全体の60%を占めることになりました。

田城裕司社長（以下、姓のみ）　当社は以前から毎年3名ずつ、外国人技能実習生を受け入れてきました。当初は中国人が中心でしたが、数年前からはベトナム人に変わり、今は9名の技能実習生がいます。

これまでの入国管理制度では、技能実習生の在留期限は職種によって、最長3年もしくは5年。日本語に慣れ、これから戦力として働いてくれる頃に帰国してしまいます。

彼らは来日する前に日本語教育を受けてきますが、それはあくまで最低限の会話能力で、日本語で仕事を教えるのは大変です。そのため当初は、曲げ加工のようなスキルが必要な仕事よりも、バラシ、バリ取り、簡単な溶接作業などに従事してもらうことが多くなります。

その後、仕事に慣れていくうちに、溶接作業が上達したり、曲げ加工にチャレンジしたりする実習生も出てきます。彼らの中には、3年間で数百万円貯金し、帰国してから家を購入したり、子どもを全寮制の学校に通わせたりと、“夢”を実現させた人もいます。

しかし、力をつけてきた頃には在留期限の3年が経過して、帰国してしまう。彼らも、技能実習生を積極的に受け入れている韓国や台湾のように10年くらいは働きたいという気持ちを持っていることが多いのですが、これまでの日本の制度ではかないませんでした。

2019年4月に新設された「特定技能1号」の在留資格で来日すれば、さらに最長5年間は働けます。これまで当社で技能実習生として働いたことがある人材に、さらに5年間働いてもらえるなら、当社にとっても助かります。

「特定技能1号」の在留資格で勤務する外国人材。左から中国人の姜鵬さん、ベトナム人のチャン・ヴァン・ズオンさん、ファム・ドゥック・ヒエンさん

「特定技能」の入管申請は神奈川県第1号

― 「特定技能」で外国人材を受け入れた事例は、まだ多くありません。もう少し経緯を教えてください。

田城　この制度が始まることを知り、技能実習生として当社で働いていた中国人の姜さん、ベトナム人のチャンさん、ファムさんに声をかけたところ、再び働きたいという希望を持っていました。

まずは姜さんについて、「技能実習2号」の修了経験を条件に、昨年5月30日、東京出入国在留管理局横浜支局に「特定技能1号」での就労許可申請を行いました。驚いたことに、当社の申請が神奈川県第1号でした。ただ、許可が下りるまでに時間がかかりました。昨年12月に入ってようやくすべての手続きが完了し、今年2月に来日できました。

ベトナム人の2名は、昨年11月に「技能実習2号」を修了し、2カ月間の帰国を経て、今年1月に「特定技能1号」の在留資格を得て再来日しました。

3名のうち2名は溶接作業に従事してもらい、ファムさんにはCAD/CAMを習得してもらって展開・プログラムに携わってもらっています。ファムさんは技能実習生の時に曲げ加工を経験していて、干渉せずに曲げるにはどのように展開したら良いかといったことまで配慮でき、助かっています。

これからの中小製造業は、人手不足に対応するために「技能実習」と「特定技能」の制度をうまく活用していくことが必要だと思います。

「技能実習」と「特定技能1号」のちがい

「リスクに備えて持続可能な経営を」

今回のテーマは「リスクに備えて持続可能な経営を～BCP（事業継続計画）セミナー」。前半では、「BCPとは何か」について、概念や定義、要件を整理する。また、専門家としていろいろな企業のBCP策定指導に関わってきた経験から、「残念なBCPケース」についても解説する。

後半は、私が提唱している「BCP-HRCモデル」（企業価値を高めるBCP）について説明する。また、最後に2019年7月に施行された中小企業のBCP策定を推進する法律「中小企業強靱化法」など、制度面の簡単な解説をする。

想定外の自然災害が多発する日本

地球の陸地全体のうち、日本の国土はわずか0.25%にすぎない。しかし、地球上で発生するマグニチュード6以上の地震のうち、約20%が日本で発生しているといわれている。実に世界で起こる大きな揺れの5回に1回が狭い国土の日本で起きている。普通の国・地域の80倍の発生率だ。日本の狭い国土の中には約2,000もの活断層が確認されているが、実際にはその2倍以上の活断層があるといわれている。さらに活火山は110、原子力発電所は稼働停止中のものを含め56基ある。

図1：BCPが対象とする「想定外」の災害

こうした環境のなかで、東日本大震災（2011年）を筆頭に、近年は大規模な自然災害が多発している。最大のリスクは地震だが、近年は西日本豪雨（2018年）、令和元年東日本台風（2019年）のような風水害も立て続けに発生している。そして現在は大規模感染症―新型コロナウイルスが猛威を振るっている。

こうした災害が発生するたびに、「想定外」という言葉が流布される（図1）。BCPは、こうした「想定外」の事象に対してマネジメントをする取り組みだ。

BCPサプライチェーンドミノ

2011年に内閣府の中央防災会議が、「南海トラフ巨大地震の巨大地震の被害想定」を発表した。それを受けて、トヨタ自動車は2012年に、グループ企業やサプライヤーへ向けてBCPの大号令をかけている。トヨタ本体はBCPを持っていたが、自社だけがBCPを持っていても不十分で、グループ企業やサプライヤーも自分たちと同じレベルのBCPを持っていないと立ちゆかなくなると考えた。これは、新潟県中越沖地震（2007年）のときに、サプライヤーのピストンリングメーカーが被災して、トヨタ本体のラインが止まった経験があるためだ。

トヨタをはじめ、大手メーカーは自社だけでなく1次サプライヤーへ向けて、1次サプライヤーは2次サプライヤーへ、2次は3次へと、ドミノ式にBCPの評価作業を行っていった。私も評価作業に関わったが、アンケート・モニタリング・調査・監査など、手を替え品を替えて取引先を多角的に評価する作業を行った。

サプライチェーン全体を見直して、ボトルネックはないか、シングルソースになっていないか、地域的な偏りがないか、チェックする。サプライチェーンの“かたち”も見ていて、きれいなピラミッド型になっていることは意外に少なく、ダイヤモンド型で最終的な調達先は1社に集中していることも珍しくない（図2）。

図2：サプライチェーン構造図（イメージ）とリスク評価

工場を止めないバックアップサポート「お客さまデータ保全サービス」

加工データが保存されているサーバーに不具合が発生すると、マシンからサーバーへアクセスできなくなり、工場の稼働が停止してしまいます。稼働が停止する期間が長引くと、納期遅延が発生し、得意先からの信用の低下、最悪の場合は転注や取引停止など、大きな損害につながる可能性があります。

「お客さまデータ保全サービス」では、お客さまの大切な加工データを、代行サーバー（SDDサポートBOX）およびクラウドサーバーへ自動でバックアップをします。サーバーの障害が発生した際には、代行サーバーをメインサーバーに切り替えることで、工場の稼働を停止することなく生産を続けることが可能になります。オプションで生産管理のデータもバックアップが可能で、生産管理システムWILLの場合は代行サーバー機能もご用意しております。

震災や水害で被災し、復旧に並々ならぬ苦労をされたお客さまは、データの安全な保管と早期復旧がいかに重要か実感され、「お客さまデータ保全サービス」を導入いただく事例が増えています。

「重点研究開発助成」に採択

天田財団の2019年度前期助成で「重点研究開発助成課題研究（塑性加工）」に採択された電気通信大学 大学院情報理工学研究科 機械知能システム学専攻の久保木孝教授の研究室を訪ね、助成対象となった研究の内容や教育の現状などについて話を聞いた。

久保木教授は1988年3月に京都大学工学部精密工学科を卒業。同年4月に京都大学大学院工学研究科に入学し、1990年3月に修了。同年4月に住友金属工業株式会社（現：日本製鉄株式会社）に入社、2002年12月までの12年間を研究員として勤務した。

2003年1月、電気通信大学電気通信学部助教授に就任。2007年4月から2010年3月まで同大学の電気通信学部准教授、2010年4月から2013年3月まで同大学大学院情報理工学研究科准教授、2013年4月からは同大学大学院情報理工学研究科教授を歴任してきた。

ユニークな加工法の創造を目指す

久保木教授が所属する久保木・梶川研究室は、塑性力学に基づく新しい加工法を考察し、さらなる向上を目指して、新しくユニークな加工法の創造を目指している。そして、これまでの加工限界や成形能率を超えるように、数値解析と実験を重ね、原理の解明と産業界へ技術をフィードバックする応用研究を行っている。既存の加工法の最適化手法に加え、新しい塑性加工法の開発も行っている。

研究テーマのひとつに「精密冷間引抜き加工」がある。従来、細い伸線をつくるにはさまざまなサイズの穴型ダイスを用いて引抜き加工を行うのが通例だったが、この新しい方法では穴型ダイスを使わずに、2つの凹ロールダイスにらせん運動をさせることで、フリーサイズの伸線加工が行える。ほかにも、ダイスを使って飲料缶のような先が細くなっているものを成形する回転口絞り加工では、ダイ スに「逃げ」と呼ばれる空間をつくり、口絞り率を従来の10%から40%にまで向上させた「逃げ有りダイスを用いた回転口絞り加工」などの研究がある。

研究室では、これまでにアマダ、日本製鉄、コベルコマテリアル銅管、下村特殊精工、宮﨑機械システム（研究受入代表：梶川助教）、山内エンジニアリング（研究受入代表：梶川助教）などの企業と共同研究を幅広く行い、現場に即した塑性加工の研究を行うことで産業界に貢献している。

次の展開として、複合材への対応も考えている。複合材はハイテク材料などにも利用されているが、加工が難しく、塑性加工法はいまだに確立されていない。そこで、これまでの経験と知見を活かした研究を進めている。医療関連では医療ロボット用自在鉗子など、微細加工された部品を同研究室の精密な塑性加工法を応用して加工する研究を進め、製造コストを抑え、広く普及させることを計画している。

現在の研究室メンバーは、久保木教授、梶川翔平助教、村田眞特別顧問、秘書の梶正子氏のほかに、博士後期課程2年が1名、博士前期課程2年が3名、博士前期課程1年が5名、学部学生が6名の19名となっている。

左：損耗のメカニズムを研究するための金型／右：大学の共同利用設備である工作室には各種工作機械が並ぶ