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精密加工

硬脆材料から軟質材料までの異種積層材を同時切削できるPCDエンドミル

静岡県

株式会社内山刃物

2020年4月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 異種積層材向けPCD(多結晶ダイヤモンド)微細複合工具成形技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、産業機械、スマート家電、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)
キーワード 複合材、積層材、切削、PCD、エンドミル
事業化状況 事業化に成功
事業実施年度 平成26年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

太陽光パネルやタッチパネル等においてガラスや樹脂等を積層した異種積層複合材の応用と展開が期待されている.一般にガラスや樹脂等の非鉄金属の加工においてはPCDが利用されるが、異種積層材に対応できる微細複合工具は放電や研削等の従来技術による成形では精度に限界がある.本提案は異種積層材の高効率高精度切削を目的とし、2つの波長のパルスレーザを用いた工具成形技術を開発し、PCD微細複合工具を事業化する

開発した技術のポイント

最初に超短パルスレーザを用いた工具成形機を開発し、次にその装置を用いてPCD微細複合工具の成形技術を開発し、最後に異種積層材用PCD工具を開発する
(新技術)
超短パルスレーザを用いたPCD工具の微細成形技術、異種積層材用切削工具を開発する
(新技術の特徴)
3種類のレーザと機上計測技術による工具への微細な成形技術、異種積層材向け切削技術が確立される

具体的な成果

・超短パルスレーザを搭載した工具成形機を開発した
・レーザ照射の最適化により、PCD工具成形において従来技術よりも良好なシャープエッジを実現した
・PCD工具の多数枚刃の成形に成功し、かつ高い振れ精度を実現した
・レーザ工具成形機によりガラスと樹脂を同時に切削できるPCD工具を開発した
・レーザ工具成形機により高硬度樹脂と軟質樹脂を同時に切削できるPCD工具を開発した
・レーザ工具成形機により硬脆材料を切削できるPCD工具を開発した

シャープな刃先を実現
硬脆材料向けPCDエンドミル
知財出願や広報活動等の状況

特許
【公開番号】特開2017-154936(P2017-154936A)
【発明の名称】切削具
【発明者】 内山文宏
【出願人】株式会社内山刃物
論文
・Fumihiro Uchiyama, Akihiko Tsuboi, Takashi Matsumura, Surface Profile Analysis in Milling of Structured Tool, International Journal of Automation Technology, Vol.13, No.1, p.101-108, 2019.
・内山文宏, 超短パルスレーザによるPCD工具成形技術の開発:小規模企業の産学官連携事例, レーザ加工学会誌, Vol.24, No.3, p.178-183, 2017.
・内山文宏, 超短パルスレーザによる微細成形技術を用いたPCD小径エンドミルの開発, 機械技術, Vol.65, No.7, p.69-73, 日刊工業新聞社プロダクション, 2017.
・内山文宏, ガラス樹脂積層材加工用工具の開発(特集 切削工具が拓く新しい加工技術), 機械と工具, Vol.8, No.3, p.16-20, 日本工業出版, 2018.         

研究開発成果の利用シーン
ガラス樹脂積層材用PCDエンドミルと加工面

・ガラス樹脂積層材用のPCD微細複合切削工具
・高硬度樹脂積層材用のPCD微細複合切削工具
・CFRP樹脂積層材用のPCD微細複合切削工具

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細
チップブレーカ付PCDエンドミルの効果

高硬度樹脂用として開発したチップブレーカ付PCDエンドミルはカーナビパネルを切り抜く用途として事業化に成功している。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント
切削試験の受託

・超短パルスレーザによる微細複雑な刃形成形技術を有する。
・レーザによる微細成形技術により、硬脆材料から軟質材料まで対応したPCD工具の開発・製造が可能
・切削試験の受託。実施できる環境が整備されているため、切削現象の把握が可能。具体的には動力計による切削力の測定、ハイスピードカメラによる切り粉排出具合の可視化、レーザ顕微鏡やSEMによる刃先の測定等による定量的な評価ができる。

今後の実用化・事業化の見通し

・超短パルスレーザを用いた微細成形技術は、従来工具の切削性能の高度化も図れるため、既存工具ユーザーへ販売も広めて行く
・R&Dセンターを設立し、大学や公設試、材料メーカー、機械メーカー等との共同研究開発を進め、「ものづくり」の一翼を担う研究開発型企業への展開を図る

実用化・事業化にあたっての課題

工具開発、切削試験に対応できる人材の増員

事業化に向けた提携や連携の希望

大学との連携をより強固にすること。社会人ドクター取得に向けて、社員数名の派遣を計画している。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社内山刃物
事業管理機関 公益財団法人浜松地域イノベーション推進機構
研究等実施機関 学校法人光産業創成大学院大学 副学長 坪井昭彦教授
学校法人東京電機大学 工学部 松村隆教授
静岡県工業技術研究所浜松工業技術支援センター 光科、材料科

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社内山刃物(法人番号:2080401006339)
事業内容 樹脂用エンドミル専門メーカー
社員数 7 名
生産拠点 本社工場(静岡県浜松市)、R&Dセンター(静岡県磐田市)
本社所在地 〒430-0852 静岡県浜松市中区領家3-8-1
ホームページ http://www.inh.co.jp/~uhs/
連絡先窓口 代表取締役 内山文宏
メールアドレス uhs@inh.co.jp
電話番号 053-461-5320