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精密加工

PCD製研削工具で加工することにより、超硬合金製絞りメス金型の高精度化を実現、従来比5倍以上の長寿命化に成功!

福岡県

株式会社ワークス

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 高アスペクト比を持つ超硬合金製絞り金型に対する研削加工技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、ロボット、産業機械、情報通信、スマート家電、電池、半導体、工作機械、印刷・情報記録、光学機器
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(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、低コスト化
キーワード 自動車、超硬合金、高精度、短時間、低価格
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
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

自動車産業では、コネクター生産用の超硬合金製絞り金型の品質安定化、最終製品の低価格化のニーズが高まっている。これらを達成するためには、熟練作業者により行われている絞り金型形状に対する磨き加工工程を機械化する必要がある。この市場ニーズを具現化するため、超硬合金を加工する工具が容易に摩耗してしまうという問題を解決できる加工工具を開発し、短時間で高精度に絞り形状加工が実現できる加工技術を確立する。

開発した技術のポイント

Φ2mm以下でアスペクト比2倍以上(深さ4mm以上)の高アスペクト比を持つコネクターピン生産用超硬合金製絞りメス金型に対し、研削仕上げ成形を施すことにより、金型としての品質安定化、長寿命化、最終製品の低価格化を実現する
(新技術)
PCD(焼結ダイヤモンド)製研削工具(粗加工用工具及び仕上げ加工用工具)を開発し、研削加工技術を確立する
(新技術の特徴)
・加工時間が短縮され、形状の精度が向上する
・メス金型の長寿命化が可能になる

絞り金型の構造及び摩耗
具体的な成果

・PCD製研削工具(粗加工・仕上げ加工用)の開発
‐研削加工のみに対応する粗加工用工具を作製し加工時間短縮、形状精度向上、長寿命化を達成した
‐仕上げ加工用工具を作製し加工時間短縮、形状精度向上、長寿命化を達成した
・超硬合金製絞り金型の研削加工技術の確立
‐金型形状精度、金型内面粗さ、加工時間目標を満たす技術を確立した
※従来と比較
・全加工時間:300分⇒60分以下
・形状精度:10~30μm⇒5μm以下
・加工難易度:熟練作業者の手仕上げ⇒工具での仕上げ加工
・金型寿命:1~1.5万ショット⇒5~7万ショット以上

レーザーを使ったPCD製工具の成形
知財出願や広報活動等の状況

・実用新案登録 登録第3163672号
・考案の名称 絞り加工用金型

研究開発成果の利用シーン

・PCD製新研削加工工具
・新研削加工技術
・超硬合金製メス金型

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・5年後の本格事業化へ向け、サンプル出荷や生産人員の増員を図り、体制づくりを確実に行うとともに、
・PCD工具を使用した超精密次世代加工(医療分野・バイオ分野)への応用研究を合わせて行う

メス金型
提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・金型寿命の飛躍的伸長による製造コストの低減
‐PCD製新研削加工工具を使用した新加工技術で、超硬合金性メス金型を加工することにより、高精度化を実現することが可能である
‐この結果、金型寿命を従来比5倍以上に飛躍的に伸ばすことに成功した
・加工時間の短縮による大量生産と製品価格の低減を実現
‐従来の加工方法では、製造に時間がかかっており、大量生産に向いていなかった
‐新技術の開発により、加工時間が大幅に短縮されたことによって、コネクターピンの大量生産が可能になった

PCD製工具
今後の実用化・事業化の見通し

・PCD製研削工具で総研削仕上げ加工を行った金型寿命については、ユーザーからの情報収集を行っており、引き続き評価を行う予定である
・従来の金型寿命と比較して5倍の長寿命が見込めるが、金型を作るメーカーにとって受注減少に繋がりうることから、本研究開発成果を社内横展開を進め、従来実現できなかった絞り金型や曲げ金型等の受注拡大の営業活動を行うことを想定している

実用化・事業化にあたっての課題

・販路開拓が出来ていない。

事業化に向けた提携や連携の希望

・高精度金型を必要とする企業との連携を模索中

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社ワークス 本社工場
事業管理機関 公益財団法人福岡県産業・科学技術振興財団
研究等実施機関 学校法人福岡工業大学

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社ワークス(法人番号:9290801011638)
事業内容 精密微細部品の製造
社員数 58 名
生産拠点 本社所在地に同じ
本社所在地 〒811-4321 福岡県遠賀郡遠賀町虫生津1445-1
ホームページ http://wks-co.com
連絡先窓口 経営企画室 課長 高下 博史
メールアドレス taka@wks-co.com
電話番号 093-291-1778