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精密加工

耐摩耗性に優れ、再研磨による工具再生が可能でコスト性に優れた切削工具のための多結晶ダイヤモンド焼結体(PCD)の大型化、加工性の改善

栃木県

トーメイダイヤ株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高機能多結晶ダイヤモンド工具の高生産性・低コスト化技術を支援するための、大型焼結体製造技術と工具形状成型技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、産業機械、工作機械
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)、低コスト化
キーワード 大型燒結体、高性能切削工具素材、高性能切削工具
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25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

航空機産業では航続距離延長の為の低燃費化やCO2削減は必須の課題となっている。その為、CFRPやチタン合金による機体の軽量化が進められている。しかし、それらの部品の切削加工は工具寿命や、加工品質に課題がある。本研究開発では高熱伝導で高い耐摩耗性のある多結晶ダイヤモンド焼結体を大型に合成し、熱拡散しやすく、摩耗しにくく、再研磨できる切削工具に用いる素材製造技術と工具形状成型技術の基盤技術の高度化を行う

開発した技術のポイント

素材製造と工具形状成型技術の高度化による多結晶ダイヤモンド焼結体(PCD)の大型化の実現、加工性の改善

(新技術)
工具形状への加工性が良い大型の多結晶ダイヤモンド焼結体(PCD)を開発する
(新技術の特徴)
現場ニーズに則したデザインの工具製造と耐摩耗性に優れ、再研磨による再生が可能なコスト性に優れた切削工具を実現する

具体的な成果

・クラックの発生が見られた焼結体の基材超硬の品質、ダイヤモンド粒子の調整、バインダー比の調整により、ダイヤ含有量が少ない焼結体において、10mm以上の厚さが合成可能である事を実証した
・放電加工効率が大幅に向上し超硬並みの加工速度を得、加工時のクラックも抑制される事が実証された結果、PCDヘのコーティング技術を実現し、成膜速度3μm/h以上の実用レベルを達成した
・刃先にかかる応力や温度をシミュレーションにより比較し、工具欠損がおきにくい刃先形状を選定し、実加工により、実用可能であることを確認した

研究開発成果の利用シーン

難削性のCFRP等の穿孔および切削加工工具用素材としての活用並びに素材を使用した多結晶ダイヤモンド焼結体(PCD)切削工具を市場投入して、切削加工の高能率化が可能になる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

航空宇宙及び自動車などの回転工具素材として中小規模の切削工具製作会社への販売が増えて来ている。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造

製品・サービスのPRポイント

・川下企業のニーズに即した大型燒結体素材仕様での対応。更なる焼結体素材の性能向上の為の組成及び配合などの改善実施中。
・ダイヤモンド層の厚い焼結体素材が他製品との優位性が有り、切削工具製作時の様々な刃形状創成が可能になり自由度が広がる。

今後の実用化・事業化の見通し

製造コストの軽減や大型燒結体素材の焼結合成技術の充実並びに焼結されて素材性能の向上。今以上に顧客要求に沿った仕様での工具素材提供を目指し事業化規模の増大を目指す。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 トーメイダイヤ株式会社 小山工場 超高圧焼結体事業部
事業管理機関 公益財団法人栃木県産業振興センター
研究等実施機関 栃木県産業技術センター
学校法人日本工業大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 トーメイダイヤ株式会社(法人番号:0104-01-087358)
事業内容 ダイヤモンド、CBN等の硬質材料の製造販売
社員数 165 名
本社所在地 〒323-0807 栃木県小山市城東4-5-1
ホームページ http://www.tomeidiamond.co.jp/
連絡先窓口 藤野 聡
メールアドレス fujino.s@tomeidiamond.co.jp
電話番号 0285-22-5821