研究開発された技術紹介

環境問題、省エネ、円高等の問題を受け自動車のプラスチック部品の軽量化に対する要求は日々高まっている。本研究では自動車向けプラスチック中空体部品の超軽量化を実現させるため、複合材料を用いた薄肉高剛性を基軸とした素材研究を行うと共に、コンポジット成形技術に挑戦することで全く新しいプラスチック中空体の成形技術を確立し、次世代自動車のニーズに合った製品を川下製造業者に提供していく。

既存のプラスチック中空体成形技術(ブロー成形法・射出成形法)では、今後自動車メーカーが要求する軽量化等のスペック、コストへの対応は困難である
(新技術)
コンポジット成形技術:複合材料を溶解、シート化して安定させた後、2枚のシートから中空成形する
(新技術の特徴)
樹脂(複合材料)を溶解、シート化することにより、金型に安定した肉厚の基材を搬送・提供可能となり、軽く薄く強度を持つ複合材料を用いたプラスチック中空体の提供が可能となる

・コンポジット成形技術の確立
‐混練し、溶解した樹脂をシートに成形する
‐金型側に樹脂(基材)シートを密着させた直後に、瞬間的に型閉め、圧縮空気注入と、接合工程、成形を同時に行うことにより、金型の形状に合わせて、中空体をより均一な肉厚で成形できる
・ハイサイクル化
‐基材搬送と停止位置制御、型締位置/速度を連動して制御することでサイクル短縮技術を確立した
‐金型に刃物を配置して型内バリ取りを実施する方式、製品部を固定し周辺部(バリ)を可動式にすることにより、100%の工程内バリ分離化を可能とする装置を開発した
・後加工技術の確立
‐後加工にて成形タクト内で100%のバリ分離化と製品の端末カットが可能となる装置や方法を開発した

肉厚偏差を軽減した軽量プラスチック中空体

研究開発において完成した複合材料の中空体製品は、自動車メーカー等から高い評価を得ているが、新規部品として採用、事業化に結び付くまでには、新規部品を組み込んだ設計段階から数年かかる

・自動車用プラスチック中空体製品の超軽量化を実現
‐一般ブロー成形品と比較し、約75%の質量減を達成し、プラスチック中空体製品の軽量化に対する自動車メーカーのニーズに応える
・1/2のサイクルタイムを実現、量産化による製造コストの削減
‐今回導入した成形機と金型を使用することによって、ブロー成形工程と比較し、約1/2までサイクルタイムを短縮し、今後の量産が可能となる
・肉厚偏差40%軽減による軽量化の実現
‐今回導入した押出成形機とコンポジット成形機、専用金型を使用することによって、同質量のダクトの肉厚偏差を約30～40%軽減することができた

自動車メーカーと協力してエアコンダクトとして事業化に成功
現在、約5,000台/月を量産して納入している

更なる事業化への課題としては、従来品に比べてコストが高くなってしまっているので、従来品と同程度に下げる必要がある