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精密加工

CFRP材用の新たな金型開発により、切断工程の時間短縮と複雑な形状への対応が可能にする

愛媛県

ヤマセイ株式会社

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 炭素繊維強化プラスチック用三次元形状のプレス切断金型および成形/切断金型の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、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(生産性増加)
キーワード CFRP切断、CFRP成型、CFRP用金型
事業化状況 事業化に成功
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。

開発した技術のポイント

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成型切断同時金型
具体的な成果

・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

切断金型によるCFRP切断面
知財出願や広報活動等の状況

・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」

研究開発成果の利用シーン

・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

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・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

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・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

今後の実用化・事業化の見通し

・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

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 ヤマセイ株式会社
事業管理機関 公益財団法人えひめ産業振興財団
研究等実施機関 東レ株式会社
国立大学法人愛媛大学
愛媛県産業技術研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 ヤマセイ株式会社(法人番号:1500001016670)
事業内容 プレス金型・樹脂金型の設計、製作及び自動車部品等の製造
社員数 150 名
本社所在地 〒790-0036 愛媛県松山市小栗5丁目31番地1号
ホームページ http://www.v-yamasei.co.jp
連絡先窓口 経営管理部管理課 中岡三定
メールアドレス nakaoka@v-yamasei.co.jp
電話番号 089-931-2251