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立体造形

半溶融成形技術を活用して、複雑形状鋳物の成形を可能としたハイブリッドモールド技術を開発

静岡県

株式会社浅沼技研

2020年3月27日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 半溶融成型法を活用した革新的鋳物創生法の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 自動車、スマート家電
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)、高性能化(小型化・軽量化)
キーワード 一体成形化、複雑形状化、軽量化、低コスト化、薄肉化
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22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

通常のダイカストは、砂型への適用は不可、アンダーカットや複雑な中空形状へ適用は困難であるが、半溶融状態のアルミニウム合金を利用する半溶融成形の特長である低速・低圧での成形方法を活用することによって、これらへの適用を可能とした。金型・砂型のハイブリッドモールド技術を開発することによって、自動車部品の高強度化、高機能化とともに一体形状化、複雑形状化、軽量化、低コスト化を実現する。

開発した技術のポイント
半溶融状態のアルミニウム合金

砂型、金属中子、砂中子等を組み合わせたハイブリッドモールドを用いた半溶融成形技術を開発すると共に、高付加価値をもたらす材料開発を行い、量産設備設置に向けた生産プロセス技術を確立する
(新技術)
半溶融成形法+ハイブリッドモールドを組合せた革新的鋳物創生法を開発する
(新技術の特徴)
・今までにない複雑形状鋳物が一体成型できる
・薄肉・軽量鋳物への適用が拡大し、高品質化が可能になる

具体的な成果

・ハイブリッドモールドの製作、製造技術の確立
‐砂中子と金型を組み合わせたハイブリッドモールドを用いたアルミニウム鋳物の強度特性・鋳物品質特性を明らかにした
‐実製品形状の薄肉・複雑形状鋳物の試作により、ハイブリッドモールドを用いた半溶融成形技術を確立した
(図2 ターボチャージャ用インペラ(薄肉・逆テーパー部品への適応)、図3 EV用モータケース(中空部への適応))
・高機能化合金の製造技術の確立
‐マグネシウム合金、アルミニウム基複合材の半溶融成形鋳物の製造技術を確立した
・生産プロセス開発
‐実製品形状鋳物の量産試作試験を通じて、半溶融成形条件の最適化、製造装置の改良、金型技術を確立した
‐実用化に向けた量産要素技術開発により、生産技術への展開を図ることができた

ターボチャージャ用インペラ(薄肉・逆テーパー部品への適応)
EV用モータケース(中空部への適応)
知財出願や広報活動等の状況

特許権名称「鋳造装置及び鋳造方法」 出願番号:特願2011-192724 登録番号:5747103

研究開発成果の利用シーン

・半溶融成形技術
・砂中子と金型を組み合わせたハイブリッドモールドを用いた薄肉・軽量・複雑形状・一体成型鋳物

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・研究開発の成果を学会発表、新聞発表したところ大きな反響があり、数社から引合いがあった
・サポイン事業終了後もさらに事業化に向けた研究開発を継続し、2年以内に量産用設備を導入して小量産品から実生産を開始する

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、試験・分析・評価、技術ライセンス

製品・サービスのPRポイント

・鋳物の複雑形状化、薄肉化と軽量化へ貢献
‐複雑形状鋳物の成形手法の確立によって、アンダーカット及び逆勾配形状をもつ鋳物に対応することが可能になった
‐高強度・高延性化によって製品の薄肉化や軽量化への期待が高まる
‐合金の適用範囲が広いため、部品の機能に合致した合金材質の選択が可能となる
・製品の品質と製造コストの削減の両立が可能
‐鋳造欠陥が極少かつ、緻密な結晶組織により内部品質・耐圧性が良好であるため、信頼性が要求される部品に適応できる
‐一体成形化による部品点数の削減、製造工程のスリム化によるコストダウンが可能である
‐多品種小ロット生産体制にも対応できる
‐バランスのとれた品質とコストの実現が可能である

今後の実用化・事業化の見通し

・輸送機器産業をメインターゲットとし、複雑・薄肉・軽量・高強度・一体成形部品を求める産業分野(一般機械、家電等)にも訴求していく
・品質・信頼性をさらに高め、今後は航空・宇宙産業への進出も図る
・今後は事業化に向けた量産技術を早期に確立し、試作を含めた量産に対応できる受注体制を構築する予定である

実用化・事業化にあたっての課題

・自動車関連業界では、常に量産化が求められており、そのための設備投資が事業化の課題となっている。

事業化に向けた提携や連携の希望

・現有設備で対応が可能な部品の発掘及び技術提携先の発掘

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社浅沼技研 本社工場
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 国立大学法人東京工業大学 教授 里達雄
静岡県工業技術研究所 上席研究員 岩澤秀
学校法人トヨタ学園豊田工業大学 特任教授 恒川好樹

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社浅沼技研(法人番号:7080401000196)
事業内容 輸送用機器・産業用機械部品等の試作品製造、三次元測定機日常点検ツール製造・販売、依頼測定業務、ブロックゲージ校正業務
社員数 70 名
本社所在地 〒431-1103 静岡県浜松市西区湖東町4079-1
ホームページ www.asanuma-g.jp
連絡先窓口 総務部 伊藤信之
メールアドレス nobu-ito@asanuma-g.jp
電話番号 053-486-1110