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精密加工

航空機関連部品の高精度化、一体化、難削材加工を実現する切削加工技術の開発

北海道

株式会社キメラ

2020年3月18日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 航空機器関連部品製造における製作プロセスの高度化による製作部品の高付加価値・高精度化の実現
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、ロボット、産業機械、工作機械、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(精度向上)、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 航空機器、難削材、高精度、精密加工、5軸加工
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21年度~平成22年度

プロジェクトの詳細

事業概要

航空機器部品において、これら部品の保有する形状や軸の加工精度、同軸度、同芯度等の面精度、加工精度がその信頼性、機能性を大きく左右するものである。本研究開発では難削材に適した加工技術開発、加工方法の開発、工具選定方法の確立等を通じ、一体化した、高精度で信頼性の高い、高付加価値な航空機器関連部品を製造し得る、製作プロセスの確立を実現する

開発した技術のポイント

・難削材加工にも対応した一体型加工を実現し、加工時間の短縮と精度向上を目指す
‐難削材加工→切削加工条件と工具選定の最適化
‐一体化加工→分離型と比較し、製作時間を2/3以下に短縮
‐高精度化→一体化加工で、加工寸法誤差0.005mm以下、面粗度0.4μm以下
(新技術)
<一体型加工>
・形状部・軸受部一体型
・加工精度・面粗度向上
・難削材の加工が容易
・加工時間
・段取り時間軽減
(精度)
・形状部:±0.005mm・軸部:±0.002mm

具体的な成果

・切削性、硬度など加工の難しい難削材(インコネル)における切削加工条件を確立
‐縦型5軸制御マシニングセンター加工機を用い、切削加工条件の最適化と適切な工具材種選択に成功
・一体化加工の実現により加工時間は従来比2/3に短縮、製品寿命も延長
‐可能な限り一体化を進め、精度、面粗度の向上を図りつつ、分離型と比較して製作時間を2/3程度に縮めた
・一体型シャフトの試作加工で精度向上を実現
‐一体型シャフトの試作加工において、加工寸法誤差0.007mm、面粗度目標値0.62μmを達成
‐同芯度、同軸度は0.004mmとなり、分離型に比較して飛躍的に精度を向上
・正確な加工を実現する工具先端機能
~縦型5軸制御マシニングセンター加工機では、傾斜軸・回転軸に超高トルクダイレクトドライブモータ駆動等を採用し、高精度な位置決めや高加減速性を実現するとともに、工具先端点制御機能を付加させた~
・複雑形状加工を実現する仕組みと補正機能
~工具の側面で加工する場合には自動的に工具径補正が行える3次元工具補正、傾斜面加工を可能にするため第4軸と第5軸を使用した~

知財出願や広報活動等の状況

・出展:ナノテック2011(H23.2)
・新聞:室蘭民報「室蘭・キメラが5種類の新装置導入、技術高度化めざす」(H22.2.9)
・受賞:経済産業省「元気なモノづくり中小企業300社」(H18)

研究開発成果の利用シーン

航空機エンジン・排気部分用等に装着されるブレード形状部品の加工技術

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H23年度に実用化成功・サンプルあり(無償):開発技術により製作した航空機器用部品(燃焼装置周辺機器)

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理、素材・部品製造

製品・サービスのPRポイント

・強度向上:従来は分割製作後に溶接結合していたが、部品の一体化の実現により強度が向上
・精度向上:形状の実現精度は0.02mmの公差が限界とされていたが、0.01mmの公差での加工を実現
・製作時間短縮:多軸加工機を用いた一体化加工により、製作時間は従来の1/2~1/3

今後の実用化・事業化の見通し

川下ユーザーとの連携における研究継続と、展示会等を通じた販路拡大を進める
・試作品を川下ユーザーに提供し、精度、性能、強度評価を行いつつ、技術課題としていた工具の消耗を抑制できる加工条件や加工プログラムの構築、精度確保までの時間の短縮に向けた研究をさらに進めていく
・既にプラントメーカーなどから多くの案件の打診がある。川下ユーザーを含む各メーカーとは、今後、受注量、受注額の増加を見込んでおり、また展示会などへの積極的な出展を通じて販路の開拓を図る

実用化・事業化にあたっての課題

各種難削材への加工条件が出来てきたが、最適加工条件の確立が難しい側面があり試作を繰り返す

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社キメラ
事業管理機関 株式会社キメラ
研究等実施機関 株式会社キメラ

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社キメラ(法人番号:9430001056642)
事業内容 モールド金型設計・製作,プレス金型及び各種金型部品加工 精密金属機械加工
社員数 115 名
生産拠点 北海道室蘭市に2拠点マレーシアに1拠点アメリカに1拠点
本社所在地 〒050-0052 北海道室蘭市香川町24-16
ホームページ http://www.chimera.co.jp
連絡先窓口 製造2部赤塚良和
メールアドレス akatsuka@chimera.co.jp
電話番号 0143-55-5293