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精密加工

難削材複雑形状薄肉部品の新技術の開発によって、加工歪を生じない加工の実現が視野に!

兵庫県

千代田金属工業株式会社

2020年4月7日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 加工歪を生じない航空機タービンディスクのハイブリッド加工技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 航空・宇宙、産業機械
産業分野でのニーズ対応 高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、低コスト化
キーワード 小ロット化生産の対応、機械設備費用の削減、リードタイムの短縮
事業化状況 研究中止または停滞中
事業実施年度 平成23年度~平成25年度

プロジェクトの詳細

事業概要

航空機エンジン用タービンディスク等難削材複雑形状薄肉部品の加工において、発生する歪等に対して要求品質の確保のため、多工程、多機種、多段取り替え等課題があり、対応技術が確立されていない。本研究では、これらの課題解決のため、ハイブリッド複合加工法等を開発し、1機種で連続加工につなげ、精度、表面品質を確保して、信頼性向上、コスト低減、増産化、国際競争力に対応したエンジン部品の新加工技術の確立を目指す。

開発した技術のポイント

「加工歪を生じない航空機タービンディスクのハイブリッド加工技術」に至る課題を抽出し、その解決を図ることにより川下企業のニーズに応える
(新技術)
難削材複雑形状薄肉部品の新技術であるハイブリッド複合加工法等を開発する
(新技術の特徴)
精度、表面品質を確保して、信頼性向上、コスト低減、増産化、国際競争力への対応が可能になる

具体的な成果

・両側面の連続加工工法の開発(ジャイロ工法の開発)
-マンドレル治具の開発、及び高速回転によるジャイロ効果を用いた切削加工を開発した
・新複合加工技術開発
-ワイヤー放電加工機能搭載の複合加工機の開発、複合加工プログラムの開発、連続加工技術と評価を実施した
・工具寿命延長技術の開発
-セラミック素材工具・加工条件の確立、クーラント技術、表面品質の測定・評価技術を開発した

知財出願や広報活動等の状況

特になし

研究開発成果の利用シーン

従来は対応技術がなかった難削材複雑形状薄肉部品(ディスク形状)加工品

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・本研究開発において実際のタービンディスクの加工を行うことができたが、実用性と言う面ではまだまだ多くの課題も残されているのが現状である
・精度面ではほぼクリアできたが、航空機用タービンディスクでは最高レベルの安全性が要求されるため、内部残留応力の問題やミクロ組織に至るまで現状加工法との同等性が求められる

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・サービスのPRポイント

・人手による工程の集約を通じて、加工コストの削減と高い加工精度・品質を同時に実現
-従来工法である縦型旋盤による加工では、各工程間ごとに人手による反転・クランプ作業が発生し、又クランプ時の締め付け力により生じる歪が加工精度や表面品質に悪影響を及ぼしていた
-新しい工法として、横型5軸複合加工機を用い、人手による反転作業・位置決め・クランプ作業なしの外周両側面3連続加工により工程集約すると共に、加工歪のない良好な加工精度、表面品質を実現することができるようになった

今後の実用化・事業化の見通し

・試作開発品や小ロット品の加工において、複合加工機による工程集約による段取り時間の削減が可能なため、非常に有効な加工技術であるとの評価を受けている特にタービンディスクの外形のブレード取り付け溝加工を同時加工で行えるので精度の確保もできて、尚且つ高価なブローチ工具を使用せずに加工できるメリットをPRしている
・今後、まずは小ロットの発電用ガスタービンのタービンディス加工への採用を目指して、事業化を目指してサンプル加工に取り組んでいくのと同時に、補用品等の小ロットの航空用のタービンディスク加工への採用を目指して、技術の安定化を進めて品質の安定を証明し、製造承認の取得を目指していく

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 千代田金属工業株式会社
事業管理機関 公益財団法人新産業創造研究機構
研究等実施機関 株式会社ナサダ
国立大学法人東京農工大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 千代田金属工業株式会社(法人番号:5140001060066)
事業内容 オートバイ・マフラー・クラッチ部品の製造
社員数 120 名
生産拠点 本社
本社所在地 〒670-0944 兵庫県姫路市阿保甲403-3
ホームページ http://www.c-k.jp/
連絡先窓口 常務取締役 原進
メールアドレス hara-s@c-k.jp
電話番号 079-223-8215