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接合・実装

UD-CFRTPロッドとそれを用いたリベット及び小型・軽量を極めたロボット可搬にも対応したサーボプレス

東京都

第一電通株式会社

2023年2月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 サーボプレス機構と高速加熱技術を用いた一方向熱可塑性CFRPリベットの革新的ハイサイクル接合技術開発と事業化
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、ロボット、産業機械、工作機械
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、高効率化(生産性増加)、デザイン性・意匠性の向上
キーワード UD-CFRTP、小型・軽量サーボプレス、マルチマテリアル、異種接合、スーパーエンジニアリングプラスチック
事業化状況 事業化に成功
事業実施年度 令和1年度~令和3年度

プロジェクトの詳細

事業概要

・開発した可搬型締結装置を多関節ロボットに搭載したUD-CFRTP製リベットの締結システム
・UD-CFRTP製リベットのハイサイクル成形・締結技術
・炭素繊維テープへの樹脂含侵装置及びUD-CFRTP製ロッドの引抜成形装置

開発した技術のポイント

・一方向連続炭素繊維テープに静電粉体塗装にてPEEK樹脂粉体を塗布し、加熱・加圧含侵することで、圧密された繊維体積含有率47%以上の一方向連続炭素繊維強化熱可塑性樹脂のテープを作製した。
・一方向連続炭素繊維強化熱可塑性樹脂のテープを材料としてUD-CFRTP製ロッドを作製した。
・短波長の赤外線ランプによる非接触加熱とサーボプレスによる加圧成形を用いることにより、25秒でリベットヘッド成形を達成した,また周波数 20kHz、2,600Wの超音波発振器による超音波加熱とサーボプレスによる加圧成形を用いることにより、7秒でリベットヘッド成形を達成し成形の高速化を達成した。
・特許取得の直動機構を備えた重量18kgの軽量小型締結装置を実現した,従来の締結装置と比較して1/2の重量となっている.またサーボプレスの特徴である荷重検出機能を用いた特許取得の可否判定技術を用いCFRTPリベットの締結可否判定システムを作製した.
・多関節ロボットと軽量小型締結装置を組み合わせた締結接合システムを構築した.

具体的な成果

・一方向連続炭素繊維テープへの熱可塑性樹脂の樹脂含侵技術開発
・熱可塑性樹脂を含侵した一方向連続炭素繊維テープを用いた連続引抜き成形によるロッドの製作技術開発
・サーボプレス機構を用いた異種素材の締結技術開発
・リベット加熱成形、締結におけるハイサイクル化技術開発
・ロボットに搭載可能な軽量小型のサーボプレスを用いた締結装置および締結接合システムを開発

UD-CFPEEKロッド
UD-CFPEEKリベット
ウルトラコンパクトサーボプレス
知財出願や広報活動等の状況

知財出願2件
2022年、2023年、機械要素展示会出展
2022年,プラスチックジャパン出展                                                                                          2022年,ITHEC発表,ECCM20発表                                                                                        2024年、機械要素展示会、ITHEC出展
2025年、機械要素展示会、JEC World出展
2026年、機械要素展示会、ITHEC出展

研究開発成果の利用シーン

高剛性かつ軽量なUD-CFRTP長尺ロッドの提供
UD-CFRTPロッドの2次加工品(自動車部品・航空機部品等)
小型・軽量な可搬型サーボプレス

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

小型・軽量サーボプレス販売、UD-CFRTPロッドでの試作

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、素材・部品製造、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・世界初のスーパーエンジニアリングプラスチックをマトリックスとしたUD-CFRTP製の長尺ロッド及び、その2次加工品を提供。製品設計段階から参画が可能
・小型軽量なロボット可搬型サーボプレスを販売

今後の実用化・事業化の見通し

追加研究を行いつつ、2022年より締結装置、ロッド共に出荷

実用化・事業化にあたっての課題

・締結システムのサイクル試験
生産ラインを想定した時間で連続運転、サイクルタイム短縮
・リベット材料の耐久性・強度の確認
これらは川下企業の想定する仕様を用いての連携が必要である
・UD-CFRTP製テープ、UD-CFRTP製ロッド材料の量産化技術
当面の目標としD-CFRTP製テープ5倍/日UD-CFRTP製ロッド2倍/日を目指す

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 第一電通株式会社 可児工場 製品開発 マルチマテリアルグループ課長 江口剛志
事業管理機関 公益財団法人岐阜県産業経済振興センター 技術振興部開発支援課
研究等実施機関 学校法人近畿大学 理工学部 機械工学科 教授 西藪和明
神戸市立工業高等専門学校 機械工学科 准教授 田邉大貴

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 第一電通株式会社(法人番号:1012401008033)
事業内容 サーボナットランナー、サーボプレス、ハンドナットランナー等の自動化(自動締付装置、自動圧入装置など)、省力化組立機器の開発・製造・販売。組立自動化設備の設計・製造販売 熱可塑製CFRP製リベットによる締結接合技術と締結システム、人工サファイアの製造
社員数 130 名
生産拠点 可児工場(岐阜県)
本社所在地 〒182-0034 東京都調布市下石原1-54-1
ホームページ https://www.daiichi-dentsu.co.jp/
連絡先窓口 第一電通株式会社 可児工場 製品開発マルチマテリアルグループ 課長 江口剛志
メールアドレス eguchi@daiichi-dentsu.co.jp
電話番号 0574-62-8784