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立体造形

ピーン成形よるダイレス自動成形により、高速輸送機器部品の生産性向上、低コスト化を実現!

東京都

菊川工業株式会社

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 ショットブラスト(ピーン成形)による金属大板の自由形状をダイレス自動成形する技術の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 建築物・構造物
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(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード ピーン成形、ピーンフォーミング、3次元計測、ショットブラスト、ネジレ形状
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成28年度~平成30年度

プロジェクトの詳細

事業概要

従来、職人的経験と勘に頼って製造されており、かつ成形形状が極めて限られていたピーン成形技術を、線状成形技術と格子投影法による形状測定技術を組み合わせることにより自動化し、かつ任意の三次元形状を成型可能とする技術を開発する。これにより、金属建材、車両等の高速輸送機器部品の90%以上の生産性向上、低コスト化を実現する

開発した技術のポイント

ロボット自動ショット装置による成形
・生産性向上
‐作業員作業時間の90%以上削減
・成形形状
‐製品サイズ:2000mm×4000mm
・鞍型の変形程度
‐端部の最大高さ:300mm
‐端部の最低高さ:100mm
※鞍型1m×2m成形時
※小型冷間鍛造機による成形と比較
※使用材質:アルミニウム、銅合金、ステンレス

具体的な成果
成形形状(鞍型)

・自動ピーン成形のためのロボット制御システム開発
‐目標形状の三次元CADデータを使用して計測、成形条件、ブラスト装置の統合による制御システムの確認のため1回目の測定を実施
‐目標とのズレ量から次のブラスト条件算出とショットを実施
‐その結果が目標に近づいた事を確認しロボット制御システムの開発が出来た
・測定システムの開発、三次元計測・着色画像投影の開発
‐導入した格子投影法による三次元計測の開発では、測定目標である測定範囲:2m×4m、測定高さ:400mm、測定精度:±10mm(測定高さ300mm)を実現
‐成形過程で目標に近づく変形を着色画像投影にて確認

ショットブラスト装置
自動ピーン成形のためのロボット制御システム
研究開発成果の利用シーン

金属建材製造業
・立体造形建築物
・立体造形製品
開発したロボットによるピーン成形技術により、立体造形製品を金型を使わず成形、加工できることでより低コスト化することができる。
また、平面パネルへランダムなショットを行う事で特殊な意匠性を持つパネルを造る事ができ、特殊な内外装パネルを提供可能である。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

現状の研究段階として目標形状とショット毎に変形する形状の差異をより精度良く算出し、材質、板厚、形状によるショット条件の最適化を検証
この際の目標形状、材質、板厚は過去事例を基に検証。
また引合い現場に含まれる3次元造形部分の検証を計画している。

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

ロボット自動ショット装置による成形では、自動化による人員削減等により生産性1200%を達成
・作業員作業時間の削減
・製作コストの削減
・製作期間の短縮
※小型冷間鍛造機による成形の延べ加工時間と比較

今後の実用化・事業化の見通し

現在も3次元曲面を含む現場引合いは増加しており、早急な研究成果による試作等の着手、提供等を期待されている
・建材市場:国内+海外の3次元形状を含む現場情報(引合い)
‐現場数:14現場
‐金額:23.5億円
・インテリア市場:主に国内
‐現場数:12現場
‐金額:4.1億円

実用化・事業化にあたっての課題

・最適な加工条件の決定
‐材質
‐板厚
‐サイズ
‐最大変形量
・造形時間に制限的な目標を設定し、市場の要求に合わせた改善、開発

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 菊川工業株式会社 製造部
事業管理機関 公益財団法人千葉県産業振興センター
研究等実施機関 国立大学法人福井大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 菊川工業株式会社(法人番号:6010601010416)
事業内容 建築物の金属製内外装工事の設計・製造・施工
社員数 135 名
生産拠点 キクカワテクノプラザ(千葉県白井市)
本社所在地 〒130-0024 東京都墨田区菊川2-18-12
ホームページ http://www.kikukawa.com
連絡先窓口 製造部 原子淳一
メールアドレス j.harako@kikukawa.com
電話番号 047-492-0144