精密加工
ダイカスト鋳造の生産効率をアップする新構想の冷却システムと最適化解析制御ソフトの開発
静岡県
株式会社小出製作所
2020年3月25日更新
プロジェクトの基本情報
| プロジェクト名 | ダイカスト鋳造におけるハイサイクル成形金型技術開発 |
|---|---|
| 基盤技術分野 | 精密加工 |
| 対象となる産業分野 | 自動車、スマート家電 |
| 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（耐久性向上）、高効率化（生産性増加）、低コスト化 |
| キーワード | ハイサイクル成形、型寿命アップ |
| 事業化状況 | 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中 |
| 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
川下製造業(自動車)においては、低コスト化、短納期化、環境や燃費対応の軽量化、安全性の向上、差別化商品開発等の強いニーズがある。本研究ではダイカスト鋳造において新構想の金型冷却システムによるハイサイクル成形金型技術開発を行う。同時に金型の耐久性向上及び製品品質を高め信頼性を向上させる為の温度制御技術、メタルと水の二相流体解析によるシミュレーション技術開発を行い、これらの実用化により低コスト化、軽量化、開発リードタイム短縮を実現する
開発した技術のポイント
世界最速のハイサイクル成形を実現する金型技術開発
・サイクル短縮：従来の成形サイクルの半分に
・試作効率化：量産試作の一発合格を可能に
・工程簡略化：バリ取り工程の廃止を実現
・耐久性向上：金型耐久性を従来の2倍に
・水消費量削減：従来の水消費量の1/5ですむ冷却システム
(新技術)
新冷却システムと温度管理支援ソフト、管理装置により、生産効率の飛躍的アップを実現
(1)冷却効率が良く、外部冷却装置を廃止できる
(2)制御装置により、最適な冷却条件を確立し、ネットシェイプが可能に
(3)アルミダイカスト新成形サイクルは19.6秒であり、高い生産性を有する
(4)解析予測ができるため、生産トータルリードタイムを60%短縮
具体的な成果
面冷却技術ハイサイクルの実現
・新しい面冷却技術を導入した金型を作製し、現状量産状況と同一環境で鋳造トライ試験を実施。繰り返し試験によりサイクルタイムを徐々に短縮化・ブラケットワイパーは目標の21秒サイクルを上回り、20.3秒を記録。またギヤボックスは目標36秒のところ、29.8秒を記録した
負圧吸引冷却技術の開発
・水漏れを防ぎ、また配管内壁に付着する老廃物状物質を剥離させることにより、冷却効率の低減を防ぐ技術を開発
・負圧吸引を行った場合、冷却水を循環している状態で押出ピンやホースを抜いても、冷却水が漏れることはないことを確認金型温度制御技術の開発
・サイクルタイムを向上させ、かつ製品の歪・変形を抑えることを目的とした金型温度制御装置を開発・冷却回路に対して冷却水温度
・冷却水圧力の監視を行い、ダイカストマシンによる鋳造作業上で数値把握することにより、バルブ開度による冷却水量の調整で、多様な金型温度制御が可能なことを確認
サイクルタイム向上結果
～従来技術と比較して、アルミダイカスト鋳造のサイクルタイムを劇的に短縮することに成功～
シミュレーション解析ソフトの開発
・最適な冷却配置(条件)を実現するために、溶湯と冷却水の二相流体連成解析ソフトを開発
・冷却配置の最適化により、サイクルを通して金型表面の温度分布が均一に保たれることを確認し、温度のバランス、冷却性の面で本技術が優れていることを実証
知財出願や広報活動等の状況
金型の冷却方法については特許を取得済み
研究開発成果の利用シーン
ダイカスト作製工程を通じて、金型技術者、鋳造技術者の予知的作業が可能となり、開発リードタイムの短縮と生産性の向上に効果が得られる
実用化・事業化の状況
事業化状況の詳細
研究段階領域の技術としてストップしており、大量生産としての生産技術としては確立できていない。
提携可能な製品・サービス内容
設計・製作、製品製造、共同研究・共同開発
製品・サービスのPRポイント
全体の事業化のめどはいまだ立ちません。一部の部品に対しては実用化されている。
今後の実用化・事業化の見通し
主要な機能・ソフトから事業化へとつなげていく
・負圧冷却機能については、単独で既に事業化がなされている
・製品の一部であるシミュレーション解析ソフトの販売を検討中
実用化・事業化にあたっての課題
根本的には自社内使用しかないのが現実である
事業化に向けた提携や連携の希望
気持ちはあるもののパートナーになりえるところが出現しない
プロジェクトの実施体制
| 主たる研究等実施機関 | 美濃工業株式会社 |
|---|---|
| 事業管理機関 | 公益財団法人名古屋産業科学研究所 |
| 研究等実施機関 | 株式会社小出製作所 株式会社CFD研究所 株式会社ジェイエフティ 東芝機械株式会社 |
参考情報
主たる研究等実施機関 企業情報
| 企業名 | 株式会社小出製作所（法人番号：7080401016119） |
|---|---|
| 事業内容 | ダイカスト用金型、鋳造用金型の製造・開発 |
| 社員数 | 88 名 |
| 生産拠点 | 静岡県磐田市森本1045 |
| 本社所在地 | 〒438-0825 静岡県磐田市森本1045 |
| ホームページ | http://www.koide-net.co.jp |
| 連絡先窓口 | 代表取締役：小出悟 |
| メールアドレス | koide@koide-net.co.jp |
| 電話番号 | 0538-37-1147 |
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