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接合・実装

レーザ照射ヘッド、戻り光対策と伝搬光除去を開発し、溶接装置に取り入れ高耐圧圧力センサの開発

埼玉県

株式会社タイセー

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 高出力ファイバレーザによる深層シーム溶接技術及び高耐圧圧力センサの開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車
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(生産性増加)、低コスト化
キーワード ファイバーレーザ溶接、深層シーム量、耐高圧センサ、耐水素センサ
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27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

地球温暖化対策として燃料電池が普及していくが、エネルギー源となる水素は、高圧状態で保管・供給するため各所で圧力値情報が必要になるため、高圧(160MPA以上)の金属薄膜圧力センサの実現を目指し、その一環として従来感度の3倍になる歪ゲージ薄膜と製造条件を確立した。本研究では先進的なファイバレーザ照射システムを開発して、この薄膜を着けるダイヤフラムと継手材との異種金属溶接技術を高度化する

開発した技術のポイント

小さなエリアを深層まで接合できる高強度かつコストメリットの出せる溶接技術の開発
(新技術)
ファイバレーザ溶接に於ける異種金属間の溶接と深層量のコントロールを大気中で実施
(新技術のポイント)
・レーザ照射ヘッドの光学系工夫
・溶接部から反射戻り光対策

具体的な成果
試作品

・ファイバレーザ溶接機の開発
‐電子ビーム溶接と同等の深層溶接、高強度を実現
‐位置ずれ自動調整機能により安定した溶接品質を確保
‐連続運転2時間
‐電子ビーム溶接と比べコストメリット大
・高耐圧圧力センサの開発
‐一般用途用100MPa品・140MPaを試作
→高強度材料を使用した設計
‐水素用途用35MPa品を試作
→高強度且つ耐水素脆性材料を使用した設計

知財出願や広報活動等の状況

・新聞発表
・雑誌記事掲載
・展示会出展

研究開発成果の利用シーン

・水素ステーション・水素運搬・保管用タンク等向け圧力センサ
・油圧機器など一般用途用の圧力センサ市場への拡大
・ファイバレーザ溶接機により大気中での溶接と、深層量のコントロールが可能

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・製品実用化
-耐水素材で入手可能な材料にて35MPaを開発
-100MPaを試作したが、長期安定性に問題あり

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・電子ビーム溶接と比較し、ファイバレーザ溶接は同じ溶接品質を確保しながら真空チャンバーを必要とせず、大気中で溶接が可能であるためコストメリットを出せる
・画認等により接続溶接位置補正が可能で深層量のコントロールが出来る

今後の実用化・事業化の見通し

・2020年以降から徐々に立ち上がると想定される水素関連市場に向け、水素関連企業への提案を目指す
・高圧センサとしてさらに高い圧力対応を設計
・センサケースなど圧入や接着剤固定より溶接にて完全封止を実施
・高精度、高安定のセンサ開発実現

実用化・事業化にあたっての課題

・材料の入手性と長期安定性及び耐水素評価

事業化に向けた提携や連携の希望

・耐水素事業を手掛けている企業との連携を模索中

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社タイセー 工機・要素開発部
事業管理機関 株式会社インテリジェント・コスモス研究機構
研究等実施機関 学校法人東北学院大学 工学部機械知能工学科
国立研究開発法人産業技術総合研究所 電子光技術研究部門
国立大学法人大阪大学 接合化学研究所加工システム研究部
国立大学法人岩手大学 工学部ものづくりエンジニアリングファクトリー
宮城県産業技術総合センター 材料開発・分析技術部
古川電気工業株式会社 戦略本部新事業推進室
セレスティカ・ジャパン株式会社 宮城サイトオプレーション部

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社タイセー(法人番号:603000101237)
事業内容 精密部品、電子部品・モジュール・機器の開発、設計、製造、販売
社員数 367 名
本社所在地 〒369-1593 埼玉県秩父市下吉田6972
ホームページ http://www.mkt-taisei.co.jp/
連絡先窓口 要素開発部部長代行 安藤幸浩
メールアドレス ando1544@mkt-taisei.co.jp
電話番号 0494-77-1211