研究開発された技術紹介

真空装置用のステンレス製大型複雑容器は、加工硬化の大きさからニアネットシェイプ化が困難である。現状は余分な取り代を設けた鍛造品の切削や溶接により製造しており、加工時間の短縮と大きな材料ロスの削減が課題である。本研究は、このような容器に対しリング鍛造とフローフォーミングによる複合成形技術を開発する。加工時間と材料ロスの課題を解決して環境負荷を低減しつつ、従来製品に比べ1/2の低コストを達成する

一体構造で高品質な容器の実現と、素材重量6割削減、加工時間1/3以下、の実現
(従来の海外調達品との比較)

(新技術)
「リング鍛造」と「フローフォーミング」を組み合わせた複合成形法を開発する
(新技術の特徴)
高品質容器の製造における歩留まり向上、コスト削減を実現する

・これまで前例のない、大変形を伴う逐次加工であるフローフォーミングのシミュレーション技術を確立し、成形中の材料の流れ、発生するひずみと応力の分布、加工荷重などを解析できるようになったことで、新加工法の開発に必要な成形条件の検討を効率よく行うことができた
・重量削減目標を満たす素材から、ニアネットシェイプ化に適した中間素材を成形できるリング鍛造技術を開発した
・加えて、再加熱条件の最適化、開発したシミュレーション技術を活用したフローフォーミング成形条件の検討を行い、目標形状への成形を実現することができた
・必要な検査項目および検査方法で成形品の検証を行い、川下企業からの要求を満たすことができた
・また、量産化を想定した試作用ラインを開発し、各工程の効率化を検討することで、目標とするサイクルタイムを実現した

名称_フローフォーミング成形方法及びフローフォーミング成形装置
・出願番号2017-077878
・特許番号2018-176209

・難加工材であるSUS304に対応した新たな成形技術
・一体構造で高品質な真空容器

開発製品の受注数を記載
2016年度_185個 2017年度_200個 2018年度_365個 2019年度中間_100個

・従来製造法に対して、材料ロス1/4以下、加工時間1/2以下にする
・さらに加工エネルギーの50%削減によって、製造コストおよび納期を1/2以下としながら、一体構造で高品質な容器を提供できる

・開発対象製品については、川下企業への出荷を開始して事業化することができた
・開発技術は多様な製品形状へ適用できることから、他分野からも引き合いを受けている
・今後、販路拡大へ向けて、更に市場調査等を進めていく予定である