研究開発された技術紹介

自動車産業では鋳造素材のコスト低減が叫ばれているが、鋳造素材の中空部を形成する中子においても同様で、早急な対応が必要である。本研究開発では、中子製造の中核をなすシェルモールド法におけるRCS樹脂の蒸着化(加温による樹脂の容体と固体の混在化)技術を確立し、金型に吹き込むレジンコーテッドサンドの焼成時間及び成型装置のシステム化によるドライサイクル時間の短縮により、30%コスト低減を実現する

RCS樹脂の蒸着化に係る最適温度の研究、蒸着化装置および中子成型装置の開発
‐RCS材の蒸着状態を維持する蒸着化温度制御装置の開発→蒸着化温度100℃を想定しつつ、最適な温度域を研究
‐材料供給装置および充填装置の開発→RCS材の塊状化を防止する撹拌への対応、充填による温度低下への対応
‐高速で精度の高い機能を有する成型装置の開発→成型速度の速さに対応するサーボ機能搭載やロボット化の検討
‐本研究による最終的な目標値→成型サイクルタイム:50%短縮、中子の製造原価:30%低減
・蒸着ユニット等の開発
‐蒸着化温度制御装置
・RCS材供給装置
・充填装置
・成型装置
・付帯装置
(新技術)
＜新開発の鋳造中子成型プロセス＞
・RCS材を蒸着化
(特徴)
・撹拌による塊状化防止
・高温の維持が可能
・成型サイクルの50%短縮、コストの低減

・蒸着化温度制御装置によりRCS材の蒸着化維持の条件確立
‐RCS材の蒸着化状態の維持、強度低下の防止には加熱温度一定の中温域までが限界であり、実用温度としてはその下の中温域が最適条件
‐RCS材を昇温した場合でも、常時流動させれば塊状化しない点を確認
‐RCS材の表面観察の結果、適切な充填密度の増加で焼成材の強度向上の可能性を確認
・蒸着化ユニットを装着した中子成型装置を開発
‐昇温・撹拌機能を有する蒸着化ユニット(材料供給装置/充填装置)の装着により、焼成時間短縮に対応
・中子成型評価において焼成時間・ドライサイクルの短縮に成功
‐RCS材は骨材、樹脂量、樹脂種により昇温時での成型可否に差が生じるが、天然珪砂のRCS材においてサイクルタイム100秒から47秒への短縮に成功
‐成型機の駆動を空圧からサーボ機構へ変更。ドライサイクル(非焼成時間)も大幅短縮
・RCS材(天然珪砂)の砂温変化による焼成確認
～昇温条件による焼成状況の確認を5種類のRCS材を用いて実施。焼成層は5mm以上が必要となるが天然珪砂についてはそれを満たし成型が可能～
・他のRCS材においては未焼成部分が多く残る
～天然珪砂以外のムライト系人工骨材(硬/軟)およびアルミナ系人工骨材(硬/軟)においては中心部に未焼成部分が多く残り、成型に対応できない～

特許:「シェルモールド成型方法およびシェルモールド成型機」(特願2010-183798)

自動車部品等を中心にシェルモールド中子として鋳造製品に用いられ、30%のコストダウンを目指す

・H22年度に実用化に成功
・ナットのシェル中子の試作機・サンプルあり(無償)

・低コスト化:30%のコストダウン
・製作時間短縮:成型時間の半減

装置の見直し検討を含め塊状化をクリアし、共同研究者への納入・実用化を目指す
・塊状化状況がまだ見られるため、量産には至らず、装置の見直しを検討中
・塊状化をクリアした段階で、中子については共同研究者へ納入し、実用化を目指す

各部品の摩耗による消耗が激しく電気の使用量が多すぎて実用化・事業化は困難である

希望無し