研究開発された技術紹介

航空機産業分野では燃費向上のため炭素繊維強化ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ(以下、CFRPという)の利用が拡大している。その部材化技術としての穴明け加工やトリミング加工において、使用刃具の寿命延長が可能な切削加工技術や安価で簡便な切削加工技術を研究開発する。そして、この開発技術を基にCFRPの切削加工に適した運転機能を備えた穴明け加工、トリミング加工を低コストで実行できる専用加工機械を開発する

CFRP切削加工向けの穴あけ加工、トリミング加工を低コストで実施できる専用加工機械を開発する
・穴あけ加工機価格→従来の半額以下へ
・工具寿命→穴あけ加工：500mm/本、トリミング加工：4m/本
・ランニングコスト低減→穴あけ加工：40%減、トリミング加工：50%減(切削長100mm当たり)
(新技術)
特徴
・CFRP加工に特化した専用機械の開発
・通常の市販工具で対応
・砥石を使用した研削仕上げ加工
・制御技術(運用ソフト・システム)を専用にして簡素化

切削加工・研削試験と評価
・CFRP部材加工工具の寿命延長に向け、5軸マシニングセンター、高速度カメラ等で評価した結果、穴あけ加工では不等速加工が最適であり、表面粗さが改善すること、トリミング加工では揺動加工が最適であり、切削抵抗力とランニングコストが半減することがわかった
・砥石を用いた仕上げ研削加工につき、5軸マシニングセンターによるジャイロヘリカル研削加工評価により、開発機(ハンディタイプのジャイロ穴あけ機)は、大径穴あけにおいて加工時間、表面粗さともに良好なことを確認専用機械の設計製作と簡易機械運用システムの開発
・確立した切削加工
・研削加工の技術を搭載した機械を設計製作。その機械を効率的に運用できる機械動作ソフトを開発し、実用化を図る

・特許：「穴加工方法」(特願2009-135648)、「回転砥石装置」(特願2010-192006)
・新聞：日本経済新聞「新素材加工、安く精密に」(H23.12.16)

・H26年度の実用化に向け、補完研究中・ロボットを組み込んだ7軸制御の加工機は完成し、試作加工を実施済(機械装置が大型なため、川下企業での試作加工は条件が厳しい状況)

・低コスト化→開発機は現在使用されている5軸制御加工機と比して50%以上の低コスト化を実現
・長寿命化→CFRP加工用刃物の長寿命化につき、不等速穴加工で20%、揺動加工で40%の効果を確認。CFRP以外の難削材加工でも長寿命化効果の可能性があることが判明

刃物の長寿命化に関する補完研究を実施中であり、H26年度の実用化を目指す
・CFRP加工用刃物の長寿命化に関し、CFRP材の不等速穴加工、揺動トリミング加工とCFRPと金属等を重ね合わせて穴開け加工する試験を実施中
・刃物メーカーからの依頼で専用の加工ユニット開発を行い、試作機を完成させ、現在刃物の実証実験を行っている
・H26年6月の実用化を目指す。実用化後は、航空機産業への導入を足がかりに自動車、洋上風力発電プラント関連産業をターゲットに販路開拓を狙う