研究開発された技術紹介

超音波楕円振動切削により、角隅を有する金型の磨きレス鏡面加工技術を開発する。本技術を、角隅部の多い車載用光学部品の金型加工に応用し、現在の納期90日を30日に短縮する。これにより、光学特性向上、コスト削減、自動車開発期間の短縮、メッキ工程省略による環境負荷低減、ひいては我が国自動車産業の競争力向上に寄与する。さらに、開発する磨きレス角隅加工技術は、我が国のものづくりを支える新しい基盤技術となり得る

角隅を有する金型の磨きレス鏡面加工技術の開発により、コスト削減・納期短縮
・金型鋼の磨きレス鏡面加工→仕上げ面粗さ50nmRz
・シャープな角隅部の実現→半径2μm以下
・RR金型製造技術の高度化→コスト30%減、納期1/3以下に短縮
(新技術)
直彫磨きレス加工
特徴
・RR金型製作が30日で実現(組立工程、メッキ工程、さらに直接高精度加工を行なうことで修正加工の工程を削減)
・メッキレス製造により、環境に対する負荷を低減
・シャープな角隅加工
・金型寿命延長

・高振幅・高剛性超音波楕円振動装置を開発
‐高振幅・高剛性超音波楕円振動装置を開発
‐大きなすくい角/大きな逃げ角でありながら高硬度金型の加工負荷に耐え得る超精密ダイヤモンド工具を実現
‐切削方向に平行に長い超楕円振動とすることで従来比8倍の高速切削加工が可能
・超音波楕円振動切削加工による金型鋼の磨きレス加工技術を開発
‐基礎的な二平面が直交する角部に対して、超音波楕円振動切削加工による金型鋼の磨きレス加工技術を開発
‐小さな刃物角の工具に2軸同期加工送りを与えることで、頂上および谷底の形状は半径2μm前後と、高品位な角隅加工を顕著な工具摩耗を伴うことなく実現可能
・試作したRR金型による成形トライにより、有効な反射率を確認
‐RR金型を試作し、上記を応用した3次元RR金型の磨きレス加工の成形トライを実施
‐反射率を測定した結果、角隅加工を実施した場合、有効な反射率が得られた
‐ただし、金型で製品を成形した場合、転写に問題があり、反射率の維持に課題を残す。また、金型加工時間が課題

特許：「角部・角隅部の加工方法、該加工方法を用いた金型の製造方法、該製造方法によって製造された金型、及び該金型を用いて成型された成型品」
(特願2012-76037)

・H24年度に事業化に成功・試作サンプルは、客先での提示や展示会での展示のみ。装置購入検討者には、評価用として装置を一定期間貸し出し

・精度向上→切削のみでRa5nm或いはそれ以下の超精密面粗さが得られる
・新製法等の実現→焼入れ鋼のほか超硬やセラミックスなどへの超精密加工が可能。現在、ガラスレンズの超精密切削仕上げ加工が評価されている
・その他→加工速度が1m/minと遅いものの、切削断面積は5,000μm2以上と驚異的な加工能力があり、形状が複雑なため銅製であった金型が、焼入れ鋼に置き換わった例もある

さらなる高性能化を目指して、加工アプリケーションの充実を図る
・研究成果を、各種展示会に出展している
・さらなる高性能化を目指し、加工アプリケーションの充実を図る。最近の結果として、角隅部の超精密微細加工に成功、LED向け精密レンズ金型の高能率加工法の手段として期待される
・また、マシニングセンタに搭載し3次元加工が可能な装置も開発中
・H25年中には上記に示すマシニングセンタに搭載可能で、3次元形状で且つ角隅部を有する完全磨きレス加工装置の実用化を目指す