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立体造形

高温クリーン過熱水蒸気を利用した成形体の高速脱脂により、セラミックス部品製造の生産効率向上とコスト削減に寄与

岐阜県

高砂工業株式会社

2020年4月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高温クリーン過熱水蒸気による低環境負荷型高速脱脂技術の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、半導体
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)、環境配慮
キーワード 過熱水蒸気、脱脂、セラミックス
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23年度~平成25年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車、電気機器等に使用されるセラミックス部品においては、さらなるコスト低減と環境に優しい製造プロセスが切望されている。本研究では、その中でも特に長時間の熱処理を要する脱脂工程に着目し、誘導加熱方式により生成した高温のクリーン過熱水蒸気を用いて高速で脱脂する技術を開発する。これにより、生産効率の飛躍的向上と不良率の低減によるコスト低減、省エネ化による地球環境に優しい製造が可能になる

開発した技術のポイント

耐食性に優れるセラミックス製ヒータを利用した誘導加熱方式により生成する高温のクリーン過熱水蒸気を用いて、セラミックス成形体の高速脱脂を可能にする低環境負荷型の熱処理技術を開発する
(新技術)
セラミックス製ヒータを利用した誘導加熱方式により生成する高温のクリーン過熱水蒸気を用いて、セラミックス成形体を高速脱脂する
(新技術の特徴)
・生産効率の飛躍的な向上、不良率の低減によるコスト削減が可能である
・省エネによる地球環境に優しい製造が可能になる

具体的な成果

・過熱クリーン水蒸気生成装置の開発
‐出口温度800℃、蒸気量20kg/h
‐市水とイオン交換水の両方に対応、雰囲気制御可
・高温過熱水蒸気処理炉の開発
‐処理室は汎用バッチ式小型脱脂炉と同等サイズ
‐均一な炉内温度制御が可能
・セラミックス成形体の高速脱脂技術の開発
‐アルミナモデル成形体(30×30×30mm,Φ120×120mm)を用いて、従来比(大気脱脂)の1/10以下の高速脱脂処理が可能であることを確認

高温過熱水蒸気処理炉
研究開発成果の利用シーン

過熱水蒸気台車昇降式キルンの販売
‐小型過熱水蒸気処理炉の販売
・高温クリーン過熱水蒸気生成装置
・高温過熱水蒸気処理炉
・上記を用いたセラミックス成形体,CFRP,殺菌、表面処理等の過熱水蒸気処理

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

高温過熱水蒸気による脱脂条件および高速脱脂効果は、試料の種類・形状により大きく異なることが判明しており、本研究開発で得られた高温過熱水蒸気による高速脱脂効果を川下企業にPRするとともに、川下企業のニーズ毎に脱脂条件の最適化を行うことにより過熱水蒸気脱脂技術の事業化を図る

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作

製品・サービスのPRポイント

・高速脱脂処理により生産効率が飛躍的に向上し、製造コストの削減に寄与
‐従来の脱脂工程においては長時間の処理を要するため、バッチ式の脱脂・焼成炉の場合は、炉の占有率が大幅に増大することで、生産効率低下の大きな要因となっている
‐一方、連続式炉の場合は、炉長全体の脱脂工程に占める長さが約1/2となり、工場のダウンサイジング化を困難なものにしている
‐高温過熱水蒸気をセラミックス成形体の脱脂に用いることにより、脱脂処理の高速化が実現でき、生産効率が向上する
‐製造コストの削減や熱エネルギー消費の低減、工場スペースの有効活用が可能になる
・クリーンかつ雰囲気制御された高温過熱水蒸気による処理を通じて高い品質を確保
‐市水に加えてイオン交換水を使用することができ、不純物の混入を嫌うクリーン処理が可能であるとともに、ガス添加あるいは処理水の溶存酸素濃度調整により、酸素分圧を制御した過熱‐水蒸気での処理が可能であることから、高い品質を保った脱脂処理が可能である

今後の実用化・事業化の見通し

・試験用小型化装置の発売を予定するとともに、量産用連続装置について検討を行っている
・製品の普及には、設備および生産コストの削減を進める必要があり、過熱水蒸気を低コストで生成することと、過熱水蒸気の使用量を削減することで対応する予定である
・セラミックの脱脂以外にも、CFRP廃材からの炭素繊維の回収等の分野で利用したいとのニーズがあり、脱脂以外の分野における高温過熱水蒸気の利用技術についても早期実用化を目指す

プロジェクトの実施体制

事業管理機関 一般財団法人ファインセラミックスセンター
研究等実施機関 株式会社大同
合資会社マルワイ矢野製陶所
一般財団法人ファインセラミックスセンター
高砂工業株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 高砂工業株式会社(法人番号:2200001021378)
事業内容 工業炉、真空炉の製造販売
社員数 270 名
本社所在地 〒509-5401 岐阜県土岐市駄知町2321-2
ホームページ http://www.takasago-inc.co.jp/
連絡先窓口 開発部開発課 大島士月
メールアドレス info@takasago-inc.co.jp
電話番号 0572-59-1234