研究開発された技術紹介

自動車産業における重要課題として「軽量化」がある。現在、軽量素材として炭素繊維強化プラスチック(CFRP)素材が注目されているが、三次元形状等の切断技術及び生産性に大きな課題がある。そこで温度調節した金型のプレス加工をすることにより課題解決を図る。本研究開発はCFRP素材関連技術と金型製造技術、複合材解析技術を活用して、難切断材のCFRP製品をプレス切断する金型及び成形/切断する金型を開発する。

難切断材のCFRP製品をプレス切断する金型、及び成形と切断を同時(1つの金型)に実施する金型の開発、工程時間をプレスの1ショットで切断可能な金型開発を開発する
(新技術)
CFRPの成形と切断を同時に実施することが可能な金型技術を開発する
(新技術の特徴)
・切断の工程時間を大幅に短縮が可能になる
・複雑形状製品の切断面の精度と仕上がり品質が向上する

・CFRP材の切断金型設計設定技術の研究開発
-切断金型材質の選定や硬度、表面処理を研究したうえで、切断圧力、押さえ圧力、切断時の温度、カム切断の研究を実施した
-連続プレスの耐久性や最適な切刃材料等の選定を実施した
・CFRP材成形/切断金型熱膨張量の予測/解析
-CFRP変形シミュレーションによる成形性を解析し、熱膨張による金型変形を解析、熱膨張量のシミュレーションシステムを開発した
・CFRP材切断金型の設計/製作/検証
-CFRP材の切断金型を構築し、カム切断を可能にする金型を構築し、自動車部品用の実用化形状金型を構築した
・CFRP材の成形/切断同時工程金型の構築と優位性を検証
-開発した金型と従来型金型を用いて成形した部品の評価を行った

・特許証 特許第5571806号 「炭素繊維強化プラスチック部品用金型及び炭素繊維強化プラスチック部品の製造方法」
・特許証 特許第5717710号 「炭素繊維強化プラスチックの成形時の解析方法、及び解析装置」

・CFRPの成型と切断を同時に実施する金型技術により、CFRP製品製造の高能率化が行える
・開発したCFRP切断技術により、CFRP製品の切断工程の生産性を向上できる
・CFRP製部品用の金型設計とその製作及びメンテナンスを提供する

・CFRP成型用金型に於いては事業化に成功し、引き続き事業化に向けて取組み中である
・CFRPの切断金型設計技術に於いては、引き続き事業化に向けて取組み中である

・CFRP製品提供のリードタイムの短縮に貢献
-難加工性のCFRPを短時間で切断できる技術を開発したことによって、切断に要する時間が大幅に短縮された
・CFRP製品加工コストのトータル削減が可能
-成形/切断同時金型を採用したことにより、従来の加工プロセスと比較して、加工コストの低減が可能になる
・金型によるCFRP生産が可能となり、大量生産によるコストダウンが実現できる

・CFRP成型用金型に於いては事業化に成功し、引き続き自動車関連企業に製品紹介を行っている
・CFRP切断用金型技術の事業化へ向けても、自動車関連企業を中心に製品紹介を行っている