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接合・実装

高精度板厚内部残留応力計測システムによる残留応力計測のコスト削減・納期短縮を実現し、部材の安全性を確保!

大阪府

株式会社山本金属製作所

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 低コスト・短納期を実現する高精度板厚内部残留応力計測システムの開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 環境・エネルギー、航空・宇宙、自動車、ロボット、産業機械、建築物・構造物、工作機械
事業化状況 実用化間近
事業実施年度 平成24年度~平成26年度

プロジェクトの詳細

事業概要

各種産業分野において、残留応力は種々の損傷を引き起こすため、寿命を正確に評価するには表面だけでなく、板厚内部の残留応力分布の高精度な評価が求められる。ところが、現状では国内メーカーは極厚板の測定は海外企業に依存しており、計測精度や測定位置の制限、さらにはコストや納期面に問題を抱えている。そこで、高精度かつ可搬性・迅速性を有する板厚内部の残留応力計測を可能とする評価システムを開発・事業化する

開発した技術のポイント

三次元応力状態・応力分布を考慮した高精度な評価式を確立し、大型かつ複雑形状に対応する計測装置を開発する
(新技術)
大型かつ複雑形状に対応する、加工精度・計測度を維持したフレキシブルな装置を開発する
(新技術の特徴)
・原子力発電プラントに使用される構造部材の残留応力が正確に測定でき、事故防止につながる
・積層造形材料(3Dプリンター)等の残留応力評価技術の確立に貢献する

具体的な成果

・大型かつ複雑形状の試験体への穴あけ加工およびトレパニング加工をする技術の開発
‐フレキシブルな加工装置の設計製作を実施した等
・大型かつ複雑形状の試験体への穴径および円筒伸び、円筒倒れを計測する技術の開発
‐フレキシブルな高さ・傾き計測装置の設計製作を実施した等
・多種多様な試験体に対応するため、三次元応力状態・応力分布の影響を考慮した評価式を導出
・実測データサンプルを拡大し、データ蓄積を図るとともに、他測定法と比較した信頼性評価を実施

研究開発成果の利用シーン

・残留応力計測受託サービス
・残留応力出張計測サービス

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・残留応力計測受託サービス事業を開始した
・残留応力出張計測サービス用のトレパニング加工35mmを実現できる装置を開発した

製品・サービスのPRポイント

・高精度板厚内部残留応力計測システムにより計測に係るコストの削減と納期の短縮を実現
‐従来のDHD(DeepHoleDrilling)法では海外企業に依頼をするため、輸送費コストと納期がかかってしまうことが課題となっていた-高精度板厚内部残留応力計測システムにより、残留応力計測の低コスト化と短納期化が実現する
・原子力発電プラント、積層造形材料(3Dプリンター)等における安全性の確保に貢献
‐原子力発電プラントに使用されている構造部材の残留応力が事故に結び付くことが問題視されていたが、板厚内部残留応力計測システムによる高精度な計測により、正確な評価が可能となる
‐3Dプリンターを使用した金属積層造形材量の内部残留応力評価技術が確立される

今後の実用化・事業化の見通し

・引き続き、目標値であるトレパニング加工200mmを補完研究にて実施し、平成30年より事業実施予定である
・塑性ひずみ範囲をもとにFEM解析で応力への影響確認を実施予定である
・株式会社山本金属製作所と神鋼溶接サービス株式会社との間で販売代理店契約を締結しており、両社での協力体制のもと営業活動を実施していく
・内部残留応力の計測サービスを基本としながら、表面の残留応力計測や応力計測機器の開発・製造・販売、応力検査を必要とする素材や部品、施工方法等残留応力に関するソリューションサービスを展開していく予定である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社山本金属製作所 岡山研究開発センター
事業管理機関 公益財団法人岡山県産業振興財団
研究等実施機関 神鋼溶接サービス株式会社
国立大学法人大阪大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社山本金属製作所
事業内容 材料試験機、被削性評価試験、計測機器、精密加工部品
本社所在地 〒547-0034 大阪府大阪市平野区背戸口2-4-7
ホームページ http://yama-kin.co.jp/
連絡先窓口 営業部課長 酒井
メールアドレス sakai@yama-kin.co.jp
電話番号 06-6704-0811