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精密加工

潤滑油を使用しない、洗浄レスなプレス加工を目指す

和歌山県

株式会社寿精密

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 絞りプレス加工における洗浄レス化技術およびその実用化技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 環境・エネルギー、スマート家電、電池、半導体、工作機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(生産性増加)、環境配慮、低コスト化
キーワード 洗浄レス化、工具寿命、環境配慮
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

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。

開発した技術のポイント

環境負荷の低減とコストダウンを実現できる洗浄レス化技術の研究開発
・打抜き及び絞りプレス加工における洗浄レス化技術の開発
打抜き及び絞り金型
-凝着物除去機能を有する金型開発:ストローク毎に1以上の凝着物の除去
-金属処理技術及び不活性ガス導入による摩擦係数削減:摩擦係数0.15以下
-金型冷却法の検討:通常プレス時で金型を常温保持
トランスファー金型によるプレスシステム構築
-毎分60回のプレス加工を可能に
・プレス金型の最適形状に関する研究
FEm解析によるステンレス鋼を対象とした金属プレスシミュレーション
・金属イオン注入法によるDLC加工の長寿命化
摩擦係数:0.15以下(スクラッチ臨界荷重:100N以上)
寿命:金型メンテナンス時に摩擦係数の変動が10%以内
(新技術)
 潤滑油不要・洗浄工程不要
(派生技術)
 研究過程から得た派生技術の長寿命金型工具

具体的な成果

・洗浄レス化を目指した金型(抜き・絞り)の製作と、自動機による量産試作
 -SUS430BA材で、新しく開発した抜き工法により外周バリのないブランク材を製作。絞り工具にて形状・材質・表面加工・他の研究成果を加えた
  絞り加工の結果、連続10万個の良品を試作した。また、同時点での工具に摩耗がないことも検証
 -上記「洗浄レス化技術」での試作数は日本初であるが、抜き~絞りが一気通貫のラインでなく、現在は連続100万個レベルの信頼性を目標に、
  補完研究中である
・DLC加工(コーティング)技術の構築
 -製品絞り加工工具にDLC加工したものと、加工しないものとを比較分析
 -その結果、DLC加工したものによる製品表面には微細な線状痕が発生するものの、加工しないものに対して耐久性が高まることを検証
 -一方、DLCの膜厚及び表面粗さが初期性能に影響することも判明
・絞り工程での最適加工条件設定に関するシミュレーション
 -トラクトリクスダイと円弧ダイとを比較して円筒容器の側壁形状精度がどの程度向上するかシミュレーションを実施
 -その結果、円筒容器の側壁部の真直度や容器底部の平たん度に及ぼす工具形状との関連性を明確化
 -特に、ダイ肩をR=1.25mm以上にすると、小さなRでは発生した大きな凹みが消失、製品寸法が向上することを確認
・研究過程から得た派生技術の長寿命金型工具の制作

知財出願や広報活動等の状況

発表・展示:「もの作り中小企業関西フォーラム・サポイン事業成果発表会」(H22.11.11)
発表者:株式会社寿精密 前田稔
題目:『絞りプレス加工における洗浄レス化技術およびその実用化技術の開発』

研究開発成果の利用シーン

情報家電・自動車産業等で、潤滑油を使用しての金属プレス加工分野に適用し、洗浄工程が不要な新技術により、設備投資や製品コストを低減するとともに、人と環境に優しい製造技術を実現する。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

絞りプレス加工を試作・検証(良品)し中心技術の信頼性はほぼ確立できたが、このまま試作を継続するには時間と投資(材料・人・他)が
掛るため事業化には至っていないが、これまでの研究過程から得た、「抜き」の派生技術であるダイヤモンド工具(長寿命金型工具)を差別化商品とする方向で、市場ニーズの高いダイヤモンド工具へさらなる技術改善、及び他の現工法プレスへの派生技術として活用を目指している。

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

製品・サービスのPRポイント

特定な製品開発ではなく、現行法に代わる新しい加工技術であるため、抜き、曲げ、絞り製品などの金属プレス加工分野全般に、
広く応用展開に期待しているなか、派生技術であるダイヤモンド工具の技術改善、及び他の現工法プレスへの派生技術としての活用。

今後の実用化・事業化の見通し

既存技術を凌駕する新技術の事業化を目指して、試作・研究を継続中。
・事業化レベルが判断できる100万個の試作を引き続き目指している。
・既存技術を凌駕する信頼性の高い新技術に仕上げるため、さらなる必要条件や要素技術の抽出について研究中。
・派生技術であるダイヤモンド工具の技術改善を進めている。

実用化・事業化にあたっての課題

試作を継続するには時間と投資(材料・人・他)が課題。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社寿精密
事業管理機関 公益財団法人わかやま産業振興財団
研究等実施機関 株式会社三晃精密
清水電設工業株式会社
国立大学法人大阪大学
国立大学法人東京農工大学
和歌山県工業技術センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社寿精密(法人番号:9170001010972 )
事業内容 精密金型の設計製作、精密プレス品の試作から量産、自動機の設計製作
社員数 171 名
生産拠点 国内:和歌山(本社)、鹿児島(工場)海外:中国(東莞市)、タイ(チョンブリ)
本社所在地 〒649-7151 和歌山県伊都郡かつらぎ町東渋田651-23
ホームページ http://www.koto-buki.co.jp
連絡先窓口 管理部 前保哲郎
メールアドレス y.maebo@koto-buki.co.jp
電話番号 0736-22-4141