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精密加工

CFRPの加工時間短縮、加工コスト低減を図るCFRP切削加工技術の確立

静岡県

株式会社オリオン工具製作所

2020年3月24日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 航空機主翼等CFRPに対応した切削加工技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、産業機械、建築物・構造物
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)
キーワード CFRP切削、曲線切り丸鋸、タンデムエンドミル
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成21年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

航空機産業はCFRPの利用率が急増しているが、主翼等成型品のトリミング工程は、エンドミルやウォータージェットによる加工が主流である。しかし、いずれも生産性が極めて低く、その上、ウォータージェットの設備は高価で、エンドミル加工は工具寿命に伴う加工品質の劣化など、生産能率、生産コストが大きな課題である。本研究開発では、ウォータージェットに替わる次世代の生産性の極めて高い革新的な加工技術を研究開発し、主翼等CFRP製品の高精度・高効率・低コストの新切削加工技術の確立を目指す

開発した技術のポイント

CFRPの加工時間短縮、加工コスト低減を図る、CFRP切削加工技術の確立
・丸鋸による曲線切削加工技術、タンデムエンドミルによる端面切削技術の確立
・加工速度→丸鋸曲線切削:現行の6倍、タンデムエンドミル曲線切削:現行の2倍
・加工コスト→丸鋸曲線切削:現行の20%、タンデムエンドミル曲線切削:現行の60%
・加工精度向上→CFRPの端面仕上げ精度改善
(新技術)
・丸鋸曲線切削+タンデムエンドミル曲線切削
‐第1工程:丸鋸を採用した粗切断。曲線に沿った切断を可能に
‐第2工程:タンデムエンドミルによる加工。丸鋸切断端面をエンドミルにより仕上げ
特徴
・CFRPの加工速度の高速化と加工時間の短縮
・加工精度・加工能率の改善
・加工コストの低減化

CFRP切削加工機
CFRP切断面比較
新加工技術の工程
具体的な成果

・工具の開発‐曲線切削を可能とし、かつ高耐久性を有する丸鋸を開発
‐粗・仕上げ加工を2軸で分担し、高速かつ高耐久性エンドミルを開発
・加工装置の開発
‐丸鋸湾曲制御装置、丸鋸旋回装置及び制御プログラムの開発
‐2軸タンデムエンドミル装置の開発及び制御プログラムの開発
・新切削加工技術の確立
‐10mm厚の航空機用CFRPにおいて、丸鋸による曲線切削加工では、5mR、送り速度3m/分にて耐久力100mを達成。再研磨使用回数は7回程度
‐同じく2軸タンデムエンドミルによる曲線切削加工では、5mR、送り速度1m/分にて耐久力70mを達成。再研磨使用回数は4回程度

知財出願や広報活動等の状況

・特許:「曲線切削加工装置及び該装置用丸鋸」(特願2010-008629)
・受賞:静岡県「産業技術振興功績者」表彰(H23.11)
・出展:2012国際航空宇宙展(H24.10)、東京国際航空宇宙産業展(H23.10)、パリ航空ショー(H23.6)

研究開発成果の利用シーン

10mm厚の航空機用CFRPを曲線(湾曲)切削可能な丸鋸。航空機主翼等に使用されるCFRPの切削加工において、ウォータージェットに替わる生産性の高い加工技術。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

研究成果の一部を、現在の加工方法の改善に適用すべくテストを実施中

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・低コスト化→従来のウォータージェット比でコストを40%削減
・製作時間短縮→従来のウォータージェット比で加工速度は6倍に
・新製法の実現→新素材の加工方法として新しい道を拓いた

今後の実用化・事業化の見通し

試作品を提供し性能評価を実施中。航空機以外用途も視野に入れる
・川下企業へ試作品を提供し、性能評価・耐久試験、コスト検討を実施してもらっている
・メーカーの承認が必要なこともあり、短期間での事業化実現は難しいが、航空機以外にもCFRP等の難削材加工の需要は高まっており、それらの用途も視野に入れ、試作評価を受け入れ、継続してPRを行っていく

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社オリオン工具製作所
事業管理機関 公益財団法人浜松地域イノベーション推進機構
研究等実施機関 株式会社ナサダ
株式会社山之内製作所
庄田鉄工株式会社
国立大学法人東京農工大学
静岡県工業技術研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社オリオン工具製作所(法人番号:1080401001134 )
事業内容 超硬刃物(チップソー、カッター、ルーター)、ダイヤモンド刃物(チップソー・カッター・ルーター)、工具の製造販売
社員数 80 名
本社所在地 〒434-0046 静岡県浜松市浜北区染地台5-1-1
ホームページ http://orion-tool.co.jp
連絡先窓口 代表取締役 大澄博之
メールアドレス h-osumi@orion-tool.co.jp
電話番号 053-401-5511