研究開発された技術紹介

航空機用エンジン難削材タービンディスクは、稀少なブローチ盤と高額ブローチカッタにより外周のブレード組立溝加工が行われているが、連続無人化が困難でコスト低減のネックとなっている。特許出願済みワイヤ放電の吹きかけ方式により、中小加工業者が保有している汎用小型ワイヤ放電加工機で寸法変化管理の容易化と、連続無人加工の実現を図り、大幅なコスト低減と大手企業独占の難削材加工を中小加工業者でも可能とする

小型ワイヤ放電加工機により、低コストかつ高精度の加工技術を開発
・加工費を現行より30%低減
・加工時間を現行より30%低減
・小型ワイヤ放電加工機を使用して、ブローチ盤による現状の加工精度(形状公差0.05mm以内)を維持しつつ、低コストに加工できる新規なワイヤ放電加工技術を完成させる
(新技術)
＜ワイヤ放電切削加工＞
(新技術の特徴)
・安価な小形ワイヤ放電加工機で量産立ち上げが数か月で可能
・消耗品は、ワイヤ船及び機械側のフィルターのみであるため、ブローチカッタ、再研磨費と比較すると大幅に低減できる
・多種多様な製品の加工が可能

・割出回転テーブルと治具の開発
‐NC割出し回転テーブルと治具のレイアウトを基に、上下加工液ノズルとワークの接近性を高めることができた。これにより、加工安定性を保ち、長時間連続運転を可能とした
・加工液ノズルの開発
‐環状水流を持つハイブリッドノズルを改良したウォーターカーテンノズルを開発。加工速度・精度とも向上
・シャーベット及びウォーターカーテン水流供給装置の開発
‐既存のシャーベット供給装置を使用し、シャーベットの生成、配管、流量の検討を行った。ワイヤ放電加工機の噴流によるシャーベット飛散などの問題から、ハイブリッドノズルを改良したウォーターカーテン水流供給装置を開発。テスト加工の結果、ウォーターカーテンの有効性を確認した
・長時間連続運転が可能なワイヤ電極材の開発
‐長時間連続運転による加工でも断線が少なく、加工速度を30%向上できるコーティング及びワイヤ線材の材質から最適なものを選定し、実用化に適したワイヤ線材を開発した
・ワイヤ放電加工機の運転ソフトウェアの確立
‐間欠割出し回転テーブルのプログラム構成を検討し、マクロ計算による対応が可能なソフトウェアを開発した。また、小型ワイヤ放電加工機とCNC割出回転テーブルのNC制御を連動させ、テストピース円周上360°の連続加工を可能とした
・INCO718テストピースの360°溝加工品
～SUSテストピースで円周上360°加工をした結果、位置精度が±0.1mm以内、形状精度が±0.05以内と目標値を達成～

・出展:航空宇宙フォーラム(H21年)、中部ものづくりシンポジウム(H23年)
・特許:「ワイヤカット放電加工機の加工液ノズル装置」(特願2010-186515)

小型ワイヤ放電加工機と割出し回転テーブルを使用(吹掛け方式)し、大型エンジンディスクのスロット加工費を、ブローチ研削盤を用いた現状価格に対して1/2程度に抑える(荒加工まで/工具費含む)

目標を達成する前に市販の最新型加工機械で実現可能になってしまった為、優位性が確保できなくなり事業化断念

・低コスト化:ブローチ研削盤を用いた現状のディスク加工費と比較して、工具費を含めると50%の削減になる
・その他:標準機械での立上げが可能で、6か月ほど立上げ期間の短縮が見込める

実用化を目指し、更なる補完研究を実施中
・更なる加工スピードアップ、精度アップ、消耗品のコストダウンが必要であり、補完研究を継続中である
・ノズルの改良により、加工スピードアップおよびコストダウンを狙っている。また、コストダウンのため、消耗品(ワイヤ線材やフィルター等)の見直し中である
・H25年度中に実用化を目指す。発電機用ガスタービンディスクの実用化を足がかりに航空機エンジン用タービンディスクの実用化を進める