研究開発された技術紹介

ロボット部品用鋳物や建設重機、船舶関係メーカーより、強度があって、今より軽い鋳物が出来ないのか？と言われている。高強度・極軽量鋳物化は、装置全般の軽量化につながり、省エネ・高効率化につながる重要な開発テーマである。半凝固研究から2磁軸で磁場をかけると合金の組織が変化し、液相状態で鋳型に流し込むと、部品強度が変わる事を発見した。今回、縦横2磁軸攪拌した軽合金溶湯による砂型鋳造技術を開発する

従来の2次元的な1磁軸の攪拌技術を進化させ、縦軸の攪拌も行えるような「2磁軸攪拌技術」を特徴とする半凝固法の開発を通じ、砂型鋳造への適用を実証的に開発する
(新技術)
従来の2次元的な1磁軸の攪拌技術を進化させた縦軸の攪拌も行えるような「2磁軸攪拌技術」を開発する
(新技術の特徴)
・半凝固鋳造法の結晶微細化により高強度化が可能になる
・電磁攪拌技術を特徴として湯流れ性が向上する

・縦横の2方向の攪拌する新方式の電磁攪拌装置を開発し、アルミ溶湯による砂型鋳造に適用-鋳造用アルミ合金からジュラルミン系合金まで幅広い原料に対し、半凝固製造条件を検討した-従来の液相の溶湯と半凝固を砂型鋳造実験で比較し、所期の通り強度が向上することを実証した
・半凝固の砂型鋳造で肉厚半減して試作したアーム部品を実ロボットに組み込み、実装試験を実施-軽量化の効果が充分に発揮され、運動性能向上、可搬重量増加を可能とすることを確認した

ロボット部品などの産業分野に限らず、意匠性を要する複雑形状の工芸品(掛け時計のフレーム)(幅広いユーザーの評価・認知度を獲得するために有効な日用品(焼き肉プレート)などの試作実証も行ったことにより、本開発技術の意義、効果を広く認識いただき製品としての可能性を広げていく予定)

・目標とした2磁軸攪拌溶湯による砂型鋳造法での成型品形状、品質は確認できた
・製品の実用化に向けて、川下企業から期待されている鋳造品を提供し、当初目標のロボット部品をはじめ、軽量化が期待される自動車部品の試作研究品や生産供給部品として、客先の評価試験をより強化する予定である

・ロボットアームなどの産業分野において、軽量化による動力源のサイズダウン、コストダウンが可能である
-従来の鋳造法に対して欠陥が少ない半凝固法であるため、製品の信頼性(強度)向上が可能である
-素材の強度が倍増することで、薄肉化、軽量化が達成できるが、特に軽量化により、ロボットなど川下企業製品の動力源のサイズ・コストダウンが可能である
-川下企業設計者が製品全体の設計思想に反映すれば、より競争力のある製品開発につながる
・自動車等での、複合化した部品開発を実現することで、製造コストダウン、作業性の向上に貢献
-従来、複数の部品を組合せて完成させていた部品をインサート鋳造、鋳ぐるみにより一体化・シンプル化できることで、川下企業の製品製造の全体プロセスの観点から、コスト低減と作業性の向上に貢献する・工芸品、日用品へ最新技術を提供
-日本は、職人芸を尊重し、技術の高度化を崇敬するという良き伝統がある
-低コスト製品の乱造で、良きココロが喪失、麻痺しかねない状況ではあるがMade in Japanの真価を身近にして取り戻すことに貢献したい

・企業との共同研究開発チームを提案し、実製品を提供出来る体制づくりを検討するとともに、自動化設備を充実し、多くの製品試作に対応できるように改良する予定である
・開発した2磁軸攪拌溶湯による砂型鋳造法製品は、当初ロボット軽量化部品をターゲットに進めて来たが、これ以外のニーズ分野(例えば、医療、光学機器などの生産設備部品としての高精密品、高強度品)において、他の成形法では製作できない形状を差別化要素として、これらの少生産部品でも、より付加価値の高い部品開発、受注に努める