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精密加工

金型高精密加工技術のデータベース化を実現技能者の技術の汎用化・生産性向上を達成

北海道

株式会社キメラ

2020年3月18日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 加工条件の最適化による高機能かつ微細な多極を有する狭ピッチコネクター用成形金型の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、情報通信、スマート家電、半導体、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(精度向上)
キーワード 狭ピッチコネクター、精密金型、精密加工、高精度、微細化
事業化状況 事業化に成功
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要
狭ピッチコネクター例

情報家電の小型・高機能化・大容量化に伴い、接続部品となる「狭ピッチコネクター」では、高精度で微細な多極を有する「超薄型狭ピッチコネクター」の開発が急務となっている。本研究開発では、狭ピッチコネクター用成形金型部品の製造に向け、加工条件を最適化するソフトウェアの開発を通じ、工具選択・使用順・加工条件等の最適化を自動で行うシステムを構築し、電気・研削・切削加工技術の高精度・微細化を実現することで、新たな金型加工技術を確立する。

開発した技術のポイント

・小型・微細なピッチコネクターを大量に、安定品質で、短納期に供給することが求められる
・生産性向上のためには製造工程のさらなる自動化・データベース構築が不可欠
・熟練技能者に蓄積していた金型加工技術の“暗黙知”の“形式知”化が必要に
(新技術)
<成形加工のデータ化>
電気加工・研削加工・切削加工において最適な加工条件により、加工精度の高度化を実現
・データベースの構築
・技能の形式知化
・高精度・微細金型加工技術の確立
・高硬度の特殊鋼への対応
・多品種・変種変量生産に・対応した加工条件の設定
・加工時間の短縮

開発した加工条件例
コネクター加工事例
具体的な成果

求める加工精度の実現に向けた最適な加工条件の確立
・放電加工クリアランス0.015mmの電極加工に成功した
・粗加工条件(SC回路)追加により電極の消耗を抑制
・仕上加工条件(NP回路)追加により、面粗さ、寸法精度を向上
・形状要素と品質要素の各組合せにおいて、最も加工が困難とされる組合せでの放電加工条件を確立、最終的に最適なコネクター用加工条件を収集、データベース化に成功
適正特殊銅電極の製作及び最適加工方法の確立
・加工時間は従来比2/3に短縮
・精度は±5μmレベルに到達、さらに±2μmレベルへと精度向上を追求
・電極製作時の加工条件のデータベース化に成功
・単品は1日から、金型は3日からの納期時短を実現
工具選択・使用順序・加工方法等の最適手法及び条件を導出するソフトウェアを開発
・データベースに基づき放電加工(EDM)、ワイヤーカット放電加工(WEDM)、マシニングセンタ(MC)それぞれの加工において最適な加工条件を導出するソフトウェアの開発に成功
・ソフトウェアに被加工物の材質・硬度・加工面のおおよその面積・加工方法(切削・電気加工)等、加工時に必要な諸条件入力を行うと、最適な加工条件、工具、砥石選定、提案を出力
ソフトウェアが導出した加工指示書
~加工条件抽出ソフトがデータベースを照合の上で各種加工条件を抽出し、最適加工条件がまとめられた“作業指示書”に基づき技術者が加工を行う~

加工データ抽出システム
知財出願や広報活動等の状況

出展:「ナノテック2011(期間中のブース見学者は延べ320社、現在まで取引成立となった会社が6社、そのうち明確にサポイン事業が引き金となり、精密微細加工の依頼となった会社が2社取引成立)」

研究開発成果の利用シーン

「狭ピッチコネクター」用成形金型部品の高精度・微細化により、情報家電など機器の小型化・高機能化・大容量化に寄与することができる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

材質や部品形状により、異なる切削加工や放電加工条件のDATABASEの更新と修正を継続的に行ってきた。また、携帯電話などの情報機器の小型化や軽量化が進み、コネクターもさらなる小型化が要求されており、加工技術向上に取組んできた。しかし、コネクター金型の生産が海外に流れてしまっており、平成30年からの受注額はゼロとなっている。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

加工技術のデータベース化を実現したことにより、これまで微調整を繰り返して加工していた製品の加工時間および粗さを規格内に仕上げるための磨き工程を短縮または廃止することができる。これにより、必要なときに必要最低限の仕入れしたいという顧客のニーズに対して、他社よりも短納期で対応可能である。

今後の実用化・事業化の見通し

情報家電業界での実績を足掛かりに医療用機器・自動車業界へ
・携帯電話、薄型テレビ等の小型化・薄型化が厳しく迫られる情報家電製品、精密な仕様が要求される医療用機器、小型化・軽量化と電気への置き換えが進む自動車等、狭ピッチコネクターを使用する電子部品全般に対応可能
・まずは情報家電業界をターゲットに売り込みを進行中
・将来的には医療用機器業界への食い込みも狙う

実用化・事業化にあたっての課題

安価な海外製品に対抗するための低コスト化

事業化に向けた提携や連携の希望

プラスチックコネクター製造メーカーでは、コネクターの小型化に関する研究開発を積極的に行っている。開発段階から積極的に試作型などの製作に協力し、製品開発に貢献していきたい。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社キメラ 本社工場
事業管理機関 公益財団法人室蘭テクノセンター
研究等実施機関 三菱電機株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社キメラ(法人番号:9430001056642 )
事業内容 精密金型特注部品・金型設計・製作、精密金属機械加工、レーザー溶接
社員数 113 名
生産拠点 北海道室蘭市に本社工場と第二工場を保有しており、アメリカとマレーシアに関連会社がある。
本社所在地 〒050-0052 北海道室蘭市香川町24-16
ホームページ http://www.chimera.co.jp
連絡先窓口 製造部
メールアドレス akatsuka@chimera.co.jp
電話番号 0143-55-5293