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精密加工

極薄肉加工技術により、試作部品のリードタイム短縮を実現

神奈川県

株式会社クライムエヌシーデー

2020年4月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 超軽量化構造を実現する極薄肉加工技術の開発
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
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23年度~平成25年度

プロジェクトの詳細

事業概要

超軽量化構造の強度・剛性を現物確認する上で、迅速・低コストで試作部品を製造できる革新技術の実用化が急務である。その方法として極薄肉加工が想定されるが、高品位で確実な加工技術は確立されていない。本研究開発では加工中の振動及び強度不足を補う汎用性・信頼性の高いバックアップ法を開発し、極薄肉加工ノウハウを確立する。更に設計上有利な“部品一体化”や“厚さ違い構造”を実験し超軽量化構造の実現に応える

開発した技術のポイント

毎回形状の違う薄肉部品であっても、試し加工をせずに極薄肉形状の加工面を、高品位かつ高精度に切削できる技術を開発して、安定・安全・確実に加工ができる「安心技術」の構築を目指す
(新技術)
固化形バックアップ法を活用し、極薄肉形状の加工面を高品位かつ高精度に安定加工できる技術を確立させる
(新技術の特徴)
極薄肉加工技術の課題である“段取り検討時間の削減”及び“加工ミスによる重複作業の廃止”に効果があり、極薄肉試作部品の安定供給が可能になる

具体的な成果

・極薄肉部品の板厚均一化の対応
‐充填不足・密着力等の要因を改善させて、テストモデルで±0.02mmの均一化を実現でき、作業標準化の指標を得ることができた
・“超”極薄肉加工技術の開発
‐部品単体で剛性のある円筒モデル(φ13mm)では、0.05mmの“超”極薄肉を実現するともに、超低剛性部品に挑み、要求精度である±0.1mmを達成することができ、再現性実験でも同じ精度を再現できた
・安定・安全・確実に加工できる「安心技術」の構築
‐作業の50%効率化を達成し、バックアップ前後処理の運用改善や作業の標準化、データベース構築、切り離し加工の最適化を実施した
‐狭隘部・微細形状からなる複雑構造の機能部品や樹脂材の薄肉デザイン部品など、新機能化構造とデザイン特化のサンプル品を多数製作し、広く普及に努めた

研究開発成果の利用シーン

・極薄肉加工ノウハウを活用した自動車向け試作部品の加工サービス
・航空宇宙産業部品向け試作部品の加工サービス
・プレス金型の成形性の限界を超えた“デザイン自由度”の高い部品の加工サービス
・溶接・組立レス化を実現するための、部品の一体化技術の提案サービス

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・実用化の目途は立ったが、バックアップ補助材として主に使用している低温で溶解できる金属タイプの固化冶具材は、コスト高が課題となっているため、今後はトータルコストを踏まえて提案する必要がある
・補完研究が必要なアニーリング(焼鈍)処理技術について、より緻密な実験を試み、薄肉製品の変形・歪みを低減させる手法の確立に取り組んでいかなければならない

製品・サービスのPRポイント

極薄肉加工部品の安定加工による競争力強化
・低温で溶解できる金属タイプの固化冶具材の活用により、バックアップする部位の設計が不要になり、煩雑な摺合せ作業の必要がなくなり、プロセス短縮によるコストの削減につながる
・極薄肉加工の安定加工の実現で、薄肉試作部品の圧倒的なリードタイム短縮が図れ、短納期対応が可能となる
・金型で成形できない“デザイン自由度”の高い部品や、成形が困難な“厚さ違い構造”について、従来にない高付加価値部品を創出できる
・溶接レスによる軽量化と“部品の一体化技術”による剛性UPを、ブロック材からの削り出し加工により実現し、機能価値の提案を可能とする

今後の実用化・事業化の見通し

・事業化に向けて、多種多様な形状での経験を積み上げるために、宇宙関連の要素試作部品の単品試作でノウハウを蓄積させるとともに、サンプル出荷と薄肉製品の生産を並行で行ない、その成果・実績をもとに、自動車部品市場や他業界に提案する予定である
・バックアップ補助材の新材種の開発とあわせ、切削工程順序・切り離し加工・熱影響を総合的に評価し、あらたな課題への善に取り組んでいく

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社クライムエヌシーデー加工技術センター
事業管理機関 株式会社クライムエヌシーデー
研究等実施機関 学校法人芝浦工業大学
株式会社クライムエヌシーデー

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社クライムエヌシーデー
事業内容 金型CAD/CAMデータ製作、切削加工(同時5軸対応)、モノづくり用CGアニメーション
本社所在地 〒252-0335 神奈川県相模原市南区下溝1096
ホームページ http://www.climb-ncd.co.jp/
連絡先窓口 高橋啓太
メールアドレス info@climb-ncd.co.jp
電話番号 042-777-7333