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精密加工

中空部品の鋳造と中空鍛造の複合工法により、アルミ合金部品を高機能化

長野県

野村ユニソン株式会社

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 高機能アルミ材の鋳造-鍛造一貫製造システムの開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、ロボット、産業機械、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(小型化・軽量化)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、環境配慮、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード アルミニウム合金、無欠陥鋳造、中空鍛造、プリフォーム、複合一体化
事業化状況 実用化間近
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

軽量・高強度で薄肉複雑形状を持つアルミ材中空部品の製造プロセスとして、「高機能アルミ材の鋳造-中空鍛造」を提案する。提案する技術は鋳造で製作した鍛造用プリフォームにポンチを打ち込んで中空部を成形する新しい鍛造方式で、「鋳造-中空鍛造用新素材」「複雑形状の中空鍛造技術」「無欠陥鋳造技術」などの開発を行い、これらの開発成果を集結した一貫製造システムにより具現化して、鍛造技術の高度化を実現する

開発した技術のポイント

各産業の課題・ニーズに対応する鋳造-鍛造一貫製造システムを開発
・新規アルミ合金、複合材の開発
→アルミ合金は、引張り強さ、耐力、伸びを、複合材は摩擦係数、重量を改善
・厚さ1.2mmの薄肉中空鍛造
→自動車産業の複合一体化、中空薄肉形状ニーズに対応
・ガス残留量0.1mℓ/100gAl、介在物K値0.1(Kモールド法による。0.1を下回る場合は清浄な溶湯)
→無欠陥鋳造の確立(航空機産業のニーズに対応)
(新技術)
<新素材の開発>
・アルミ合金(引張強さ≧450N/mm2、耐力≧350N/mm2、伸び≧10%)
・複合材(摩擦係数:20%減、軽量化:FCD600の1/3)
<中空鍛造技術の開発>
・薄肉形状成形:最小肉厚1.2mm
<無欠陥鍛造技術の開発>
・不純物介在度:K値≦0.1(Aランク)
・溶湯内残留ガス量:≦0.1ml/100gAl

具体的な成果

・新アルミ合金において、目標の引張り強さ、耐力、伸びを達成
・新アルミ合金の開発は、2000系(A2014ベースにTi、Mn、Si、Crの添加量変化)、6000系(A6061ベースに、Cu、Si、Ti、Crの添加量変化)で引張り強さ、耐力、伸びの目標を達成
・複合材料の開発は、AC2B/SiC複合材料にて、AC2B基材に対して引張り強さ17%増、摩擦係数35%減、耐摩耗性(摩耗痕深さ)92%減を達成
・肉厚1.2mmに迫る1.8mmの排気管を試作
・鍛造シミュレーションシステムを導入し、設計段階で加工可否、荷重や欠陥の推定が可能に
・中空鍛造装置と中空鍛造装置用ダイクッションを開発
・鍛造試作を行い、排気管は薄肉形状成形の肉厚1.8mmを実現
・エネルギー削減を実現する一貫製造システムを検討
・溶湯品質向上技術の研究を行い、溶湯汚染防止を考慮した溶解保持炉の試作で溶湯内残留ガス量の目標値0.1ml/100gAl以下を達成
・一貫製造システム開発では、鋳造型より取り出し450℃冷却鍛造することで、通常工法に比較し、鍛造加熱のエネルギー削減ができる可能性を示唆

知財出願や広報活動等の状況

特許出願:「給湯装置及び給湯方法」(特願2008-053034)、「金属溶解炉及び金属溶解炉における溶湯生成方法」(特願2009-274013)、「溶湯供給装置及び溶湯貯留方法」(特願2010-25977)

研究開発成果の利用シーン

アルミ中空部品等、アルミ材料部品において、高強度アルミ合金による本工法を適用することにより、FCD600並みの機械的強度を維持した上で1/3の軽量化を実現

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

各種展示会・商談会等にて実用化に向けて提案中。自動車業界・建機業界等への参画を目指して川下企業の開発部門へアプローチ実施中

提携可能な製品・サービス内容

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

鋳造-鍛造複合加工技術を適用することで複雑形状部品の一体化成形が可能となる。

今後の実用化・事業化の見通し

実用化を目指し、試験実施中
・川下企業へ試作品を提供。現在、性能評価が終了し、耐久試験を実施中
・評価・試験結果を踏まえて、実用化を目指す
・実用化後は、川下企業より国内外に販売展開を図る

実用化・事業化にあたっての課題

適用ニーズ(アプリケーション)の掘り起こし

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 野村ユニソン株式会社
事業管理機関 公益財団法人長野県テクノ財団
研究等実施機関 有限会社ファインフォーミング
日精樹脂工業株式会社
国立大学法人東北大学
長野県工業技術総合センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 野村ユニソン株式会社(法人番号:1000-01-019204)
事業内容 FA関連装置設計・製造(液晶/半導体/太陽電池/車関連等)、産業用/生活関連ロボット開発・製造、各種金型設計・製作、精密熱間中空鍛造、各種ダイカスト、流体制御、駆動装置、各種板金・溶接加工、環境関連機器、医療用機器、自社開発製品設計・製造、光造形加工品、輸入洋酒販売連
社員数 403 名
生産拠点 本社工場、湖東工場、諏訪南工場、八ヶ岳工場、諏訪工場(全て長野県)
本社所在地 〒391-0001 長野県茅野市ちの650番地
ホームページ http://www.nomura-g.co.jp
連絡先窓口 品質保証部
メールアドレス toshihiro_moriya@nomura-g.co.jp
電話番号 0266-72-7120