研究開発された技術紹介

次世代自動車であるEVにおいて、軽量化のための超ハイテン材の適用比率向上の課題は、その生産に用いるプレス金型の製作技術革新である。本事業では、金型製造プロセスの切削および修正工程の時間短縮を目的として、型変形を考慮する連成解析技術および加工情報を次工程に反映するフィードフォワード切削加工を高度化させ、金型修正プロセスを不要とする革新的な生産プロセスを開発し、自動車分野の国際競争力強化に貢献する。

・型変形を考慮する成形解析技術
‐型変形を解析条件に組み込んだソフトウェアを開発した。本連成解析では、材料の成形解析と金型の変形解析の相互作用を考慮した解析である。鈴木工業㈱は、メーカからの依頼により、世界で初となる当該機能の検証を行った。
・加工中の振動情報を次工程に反映(フィードフォワード)させる技術
‐従来は、振動レベルの大きさからの加工条件の調整が主体であった。本事業では、振動データを次工程に反映(フィードフォワード)する革新的な手法を開発した。
具体的には、振動データから加工誤差を予測し、加工機から金型を下ろすことなく補正データによる加工を行うプロセスを開発した。
加工しろを一定とする中仕上げ工程1を設け、中仕上げ工程2の振動データから推定される加工誤差マップにより加工異常位置を特定して機上計測を行い、目標と実体の差分から補正量を算出し、仕上げデータに反映する手法を開発する。誤差マップ化されることにより、機上計測工数の削減と加工改善のための不具合分析を可能とすることが特徴である。

EV向け超ハイテン用金型の製作において、スプリングバックの予測精度を向上させる連成解析技術、金型の幾何精度を向上させる高精度加工技術を高度化させ、製作期間を大幅に短縮する新技術を開発した。
具体的には、材料強度1,180MPa、板厚1.2mm のハイテン材用金型における型修正期間を従来の2ヶ月から0.25ヶ月への短縮に成功した。機械加工に要す期間と合わせ、製作期間は 2.25ヶ月を達成した。
目標である型修正レス、つまり型修正期間ゼロの実現はできなかったものの、本研究成果により型修正は軽微な作業を1回に改善され、修正コストを大幅に削減し、事業化に十分な利益を創出し得ることを示した。

本研究開発では、EV向け超ハイテン用金型の製作において、スプリングバックの予測精度を向上させる連成解析技術、金型の幾何精度を向上させる高精度加工技術を高度化させ、製作期間を大幅に短縮する新技術開発を行った。
超ハイテン材の型修正期間を短縮し、超ハイテン材のプレス製品での実用化および、当該市場の獲得に利用できる。

現状、鈴木工業の製作する金型は、ティア1を通じて、大手自動車メーカに納入されている。本事業で開発する超ハイテン用金型の販売を促進する戦略として、国内ユーザおよび自動車市場全体への貢献を考える。

本研究開発では、EV向け超ハイテン用金型の製作において、スプリングバックの予測精度を向上させる連成解析技術、金型の幾何精度を向上させる高精度加工技術を高度化させ、製作期間を大幅に短縮する新技術開発を目指した。
目標である型修正レス、つまり型修正期間ゼロの実現はできなかったものの、本研究成果により型修正は軽微な作業を1回に改善され、修正コストを大幅に削減し、事業化に十分な利益を創出し得ることを示した。
本研究成果により、超ハイテン材のプレス製品での実用化がなされ、EVの普及及び当該市場の獲得に資する国際競争力強化が図られると考える。

販売促進は、技術、市場およびさらなる軽量化への波及を目指す。
・市場での実証
-ユニプレスと連携し、新たな製造プロセスで製作された金型の試験運用
-成形品のバッテリーケースの実用化に向けた性能試験等を開始
・適用範囲の拡大
-車体構造体金型への適用の検討
-既存の製造プロセスへの横展開の検討
・市場拡大と技術普及
-同業企業との技術連携を試験的に開始
-公表の場(論文・雑誌・研究会・ユーザ会・新聞等)での積極的公開
・さらなる軽量化材料への対応
-1.5GPa 級材料の試験金型製作の打診有り
-本事業の成果を活かした研究開発を開始

・型修正レスの検討
-計算規模の大規模化に応えるモデルや境界条件設定の簡素化
・1.5GPa級ハイテンへの適用
-慣例主義の自動車業界に応える実機試験での効果の見える化
・ロボットによる金型組付けの可能性の検討
-一品一様の金型構造の標準化、熟練者の暗黙知の形式知化