国立大学法人東京農工大学

航空機産業では燃費向上のための機体軽量化が最重要課題とねっており、CFRPの需要が拡大している。他方CFRPは繊維素材特有の難削性のため、穴あけ加工に大量の特殊工具が必要なためアルミ系材料と比べ大幅なコスト増となっている。本事業では、超音波ねじり振動をドリルに付加することで加工品質、コストを向上させ実態に即した異種材料と接合加工に適応すべき問題を解決する
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航空機産業、発電用ガスタービン等の需要が増大し、国際競争力にさらされている。それらの構成部品には難削材の精密加工が必須で、且つ、性能、安全性の面等から加工技術の高精度、高品質、高生産性が求められている。航空機部品を主な対象とし、ハイパー研削による研削焼け防止効果、高効率加工技術および砥石に各種センサーを組み込み、モニタリング制御加工を行うことのできる研削用知能砥石の研究開発を行い、課題解決を図る
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電気自動車等に用いられる大型の角筒リチウムイオン二次電池ケースは、高耐食性・高強度・高寿命等の要求からステンレス鋼の採用が有望視されている。しかし、現状の技術ではステンレス鋼の大型角筒容器は連続生産が出来ず、製造コストが高いために製品化されていない。これらの課題を解決するために、温間加工技術を適用し、ステンレス製角筒容器を高精度、高効率で成形できる加工技術を開発する
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FPD(フラットパネルディスプレイ)生産では、ガラス基板に350℃以下の低温でシリコン酸化膜を形成する必要がある。現在、第6世代以上の大型FPD、モバイル用小型高性能FPDの生産ではプラズマCVD(化学気相成長)方式やスパッタリング方式を使用しているが、品質面、コスト面で不十分である。本事業では、オゾン添加常圧CVD方式を、次世代のFPD向けに高度化し、FPDの高品質化、低コスト化に寄与する
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シール用金属部品は自動車等に搭載されるショックアブソーバーの構成部品の一つである。従来は切削またはプレス絞りと抜き加工で製造され、部品一個の材料歩留りは7～14%である。本開発では、汎用プレスとレーザ加工機を使用した板金プレス工程に塑性結合、リング成形などの新しい技術を導入し、従来と同様な構造で材料歩留りを大幅に向上させ平成25年には年間で約2万トンの材料節減と31億円のコスト低減を達成する
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固体高分子形燃料電池用の金属セパレータのプレス加工技術を開発し、現在のカーボン製セパレータのコストの約50分の1を実現する。このため、極薄板プレス加工製品の平坦度保持技術の開発、低周波振動プレス加工技術の開発、センサー埋め込み金型技術の開発、金型・プレスの一体化制御技術の開発、加工製品のインプロセス計測技術の開発等をFEMシミュレーション技術を活用して行う
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航空機ガスタービン及び発電用ガスタービンのタービンブレードは、重要部品であるために従来工法からの変更が難しくコスト低減が進みにくい。また形状が3次元の複雑形状で難削材が使われており加工方法の変更はネックになっている。このタービンブレードを次世代工法、新保持具、新工具、新設備等を研究開発し無人化の連続加工を可能にして、コストを1/2にする事により、圧倒的競争力を付けて、川下企業ニーズに答える
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金属プレス加工では、金型と被加工材との間に大きな摩擦が生じるため、金型や被加工材(製品)を傷めるだけでなく製造不可となる。その摩擦軽減のため通常は潤滑剤が使われるが、加工後、洗浄工程が必要なためコスト高となるだけでなく環境負荷への影響が大きい。そこで、金型表面の形状制御や金属加工さらには超音波技術により潤滑剤の使用をなるべく抑えた洗浄レスなプレス加工技術を確立し、量産化を実施する。
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本事業は、メタボローム分析の前処理技術「固相誘導体化法」を開発・改良し、その普及を目指すものである。従来のメタボローム分析は、前処理に多大な時間と労力を要し、熟練した技術者の手作業が不可欠であったため、国内の研究が停滞していた。本事業では、前処理工程を迅速化し、短時間かつ高精度な自動化を実現することで、分析の効率を飛躍的に向上させる。具体的には、固相誘導体化法を用いた自動前処理システム「オンラインSPE-GC自動前処理システム(SPL-M100)」の開発と、前処理から分析までの一貫システムの構築を行い、多様な代謝物の網羅的な分析を可能にする。この技術により、医薬品や食品分野での製品開発支援が期待されるとともに、広範な生体試料に対する精度の高い代謝物解析が実現する。事業を通じて、メタボローム分析の標準化と普及を図り、国内外の研究競争力を強化することを目指している。
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医療機器の高精度化と共に、患者、医師への負担軽減が望まれている。本提案では、なめらかな外形で消化管内を傷つけずに、1マイクロアクチェータ技術により消化管内を前後に自走できることで病変部の見落としがなく、2体外からのワイヤレス給電技術により1時間駆動可能でリアルタイム診断を可能とする、「消化管内ワイヤレス給電自走式カプセル内視鏡」を開発する
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超音波モータと球体内指向性プリズム機構を応用して、上下左右自在に動かす人の目のような内視鏡デバイスを開発する。当デバイスを手術システムに適合させることにより、手術の効率化(人員の削減、手術時間の短縮)が図れる。また、当デバイスは簡略な構造のため、低コストで生産でき、ディスポーザル(使い捨て)に使用するので衛生面で信頼性が高く、且つキーパーツをリサイクル使用することで環境面での負荷も減少できる
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原子力発電所や工場などの大型貯水設備で使用する自律航行型水中多目的ロボット(AUV)を開発する。水中ロボットは、水中を無索(ケーブルレス)で自由自在に泳ぎ回り、各種点検作業を行った末に出発点に自動的に帰還する。いわゆる「大型のカプセル内視鏡」として、設備の安全安心と検査の高速化・省力化に貢献する。開発終了後には、原子力産業を中心に販売する。また、研究開発した位置決め技術は各種産業に転用可能である
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航空機産業はCFRPの利用率が急増しているが、主翼等成型品のトリミング工程は、エンドミルやウォータージェットによる加工が主流である。しかし、いずれも生産性が極めて低く、その上、ウォータージェットの設備は高価で、エンドミル加工は工具寿命に伴う加工品質の劣化など、生産能率、生産コストが大きな課題である。本研究開発では、ウォータージェットに替わる次世代の生産性の極めて高い革新的な加工技術を研究開発し、主翼等CFRP製品の高精度・高効率・低ｺｽﾄの新切削加工技術の確立を目指す
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環境保護および昨今の経済状況の観点から、自動車メーカには軽量化と衝突安全性、低コスト化の同時成立が極限まで求められている。しかしこれを解決する980MPA以上のウルトラハイテンのプレス加工では、スプリングバック量が飛躍的に大きくなって形状予測が難しく、適用拡大の妨げになっている。省エネ超軽量自動車向けウルトラハイテン対応の金型設計システムの開発により高度化目標を達成する
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自動車産業では、燃料電池の電極触媒や排気ガス触媒に使用するPT(白金)などのレアメタルに関し、省資材化・低コスト化が求められている。本研究では、樹脂や酸化物金属のナノ粒子基材の表面へのPT成膜技術を確立し、その表面構造の改質を行い、PTと同等の触媒効率を実現する。これにより、燃料電池ではPTの使用量を従来の1／10に削減し、地球資源保護及び我が国自動車の低コスト化、国際競争力の向上などに貢献する
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航空機エンジン用タービンディスク等難削材複雑形状薄肉部品の加工において、発生する歪等に対して要求品質の確保のため、多工程、多機種、多段取り替え等課題があり、対応技術が確立されていない。本研究では、これらの課題解決のため、ハイブリッド複合加工法等を開発し、1機種で連続加工につなげ、精度、表面品質を確保して、信頼性向上、コスト低減、増産化、国際競争力に対応したエンジン部品の新加工技術の確立を目指す。
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携帯情報端末の普及により、タッチパネル市場が急拡大している。既存のプラスチックフィルム上のウェット処理による撥水・防汚フィルムの課題である、耐久性・反射による写り込みを解決するために、インラインの硬質ガラス薄膜製造技術を確立し、ナノ構造と原子層堆積法(ALD法)による超撥水・汚染防止を実現することにより、安価で機能性の高いタッチパネル技術の開発を行う
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特許出願中の独創的なタービンブレード固定方法により、国内外の長期的需要増が見込まれる航空エンジン用難削材タービンブレード等の「24時間連続無人加工」を実現する。高精度位置決め装置、低摩耗高研削能率の次世代砥石、5軸制御研削機を全自動制御するソフトウェアを開発する。成果は中小金属加工メーカにライセンスし、低人件費諸国の追い上げに苦しむ我国精密加工産業が圧倒的な国際競争力を取り戻す契機となす
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