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立体造形

パルス通電技術の高度化により、生産性、低コスト、省エネルギーでの難焼結性粉末の焼結が可能に!

広島県

エス・エス・アロイ株式会社

2020年4月8日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高機能難焼結性粉末を低温・短時間でニアネット成形する動的加圧機構を搭載した次世代パルス通電焼結技術の実用化開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、スマート家電、半導体、工作機械
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(信頼性・安全性向上)、環境配慮
キーワード 耐熱性・高電熱変換、粉末治金技術、ニアネット、高サイクル・パルス通電加圧焼、高速焼結機構
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

自動車の摺動部や燃焼室周りの部品、情報機器におけるターゲット材等は高機能化・軽量化・低コスト化が求められている。そこで、材料選別の多様性や高精度成形など粉末冶金の特長を生かして川下企業で要求される新構造・新機能部品の製造技術を開発する。具体的にはパルス通電焼結技術の知見をもとに耐久性と加熱ロスの少ない金型技術と動的加圧機構を組み合わせて、難焼結材料を高サイクルでニアネット成形する新技術を開発する

開発した技術のポイント

パルス通電技術にニアネット成型を実現するための金型技術を組込み、成型時の加圧システムに動的加圧を採用した次世代のパルス通電焼結技術を開発する
(新技術)
パルス通電焼結技術をさらに高度化することで、粉末のニアネット成型技術を開発する
(新技術の特徴)
・難焼結性材料の緻密化の促進が可能になった
・焼結プロセスにおける省資源化と低CO2化を同時に実現した

具体的な成果
次世代パルス通電焼結装置

・耐熱性・高電熱変換型の開発
‐耐熱性を有する超硬合金に発熱源となる高電気抵抗粉末である球状黒鉛を、合金内に均質に分散する技術開発を実施した
‐800℃、200MPaで使用できる金型を開発した
・高サイクル・パルス通電加圧焼結装置の開発
‐パルス通電焼結で短時間での加熱を実現するための電源回路を設計し、パルス電源を試作した
‐事業化を見据えた焼結工程の自動化システムを完成させた
・高サイクル・パルス通電加圧焼結装置で制作した焼結体評価
‐従来のパルス通電焼結に黒鉛型、超硬合金型、今回開発した金型を組込み型内部の温度を実測し、温度分布を明らかにした
‐動的加圧焼結が難焼結性粉末の高密度化に有効である事を明らかにした

研究開発成果の利用シーン

・通電焼結に利用できる高温・高加圧成形用金型
・動的加圧機構を有する高速パルス通電焼結装置

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・将来的な装置製品の試作を行い、実用化まであと一歩の状態である
・研究開発推進委員会を設置して川下ユーザーからの意見を取り入れたことによって市場へ投入する足がかりを得た

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発、技術ライセンス、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・耐熱・耐圧金型
‐従来品より高温度で使用可能(~800℃)なため、製品バリエーションの増加に繋がる
‐超硬合金の3倍(6×10-5Ωcm)という高い電気抵抗により発熱が容易なため、省エネルギー化に寄与する
‐曲げ強度が黒鉛の20倍(~1GPa)と優れているため、高圧力下で難焼結材料が成形可能である
・高サイクル・パルス通電焼結装置
‐動的加圧プレス成形で種々材料の成形が可能である
‐難焼結材料の低温固化により高機能材料が成形可能である
‐工程時間の短縮化(自動給粉機構、フローティングダイ機構、強制冷却機構等)に貢献する

今後の実用化・事業化の見通し

・金型については、平成27年度の事業化を目標とし、焼結材料に合わせた特性を有する金型材料の組成探索などの補完研究に取り組む予定である
・高サイクル・パルス通電加圧焼結装置については、動的荷重を印加した際の優位性を見出せる材料による実証試験や試作品の提供、展示会への出展等を実施する予定である
・技術のPRを推進する事業化に関しては、まずは、本プロジェクトで開発した自動粉末供給や高速冷却などの機構を既存設備に追加搭載することを提案していく予定である

実用化・事業化にあたっての課題

既に試作機は完成しているため、今後は販売促進に向けて、カタログの作成や営業人員の増加、学会発表などに取り組む必要がある。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 エス・エス・アロイ株式会社
事業管理機関 東広島商工会議所
研究等実施機関 株式会社サンエスシステム
株式会社橋川製作所
国立研究開発法人産業技術総合研究所 中部センター
広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター
学校法人近畿大学 工学部
株式会社広島テクノプラザ

サポイン事業者 企業情報

企業名 エス・エス・アロイ株式会社(法人番号:9240001023026)
事業内容 熱加工装置プラズマンの設計製造販売、新素材研究の受託実験・試作、コンピュータ制御システムの製作販売
社員数 3 名
本社所在地 〒739-0046 広島県東広島市鏡山3-13-26テクノプラザ180号室
ホームページ http://www.plasman.co.jp/
連絡先窓口 代表取締役 菊池 光太郎
メールアドレス info@plasman.co.jp
電話番号 082-420-0512