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表面処理

画期的な湯流れ性を持つナノカーボン表面処理を進化させ、大型・高意匠ダイカスト製品の低コスト化に貢献

愛知県

株式会社メックインターナショナル

2021年2月17日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 大型薄肉ダイカスト金型向けナノカーボン表面処理技術の開発
基盤技術分野 表面処理
対象となる産業分野 自動車、産業機械、スマート家電、電池
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(生産性増加)、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード ダイカスト、カーボンコーティング、湯流れ性、低圧化、低速化
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成29年度~令和1年度

プロジェクトの詳細

事業概要

弊社が世界で初めて開発した、ダイカスト金型向けCC処理は、アルミ溶湯をはじく性質を有しており、従来技術に比べ薄肉化や不良率低減に適しており、自動車のエンジン・駆動部品等の高品質・低コスト化に高く貢献している。自動車の更なる軽量化を目指し、ボディ等の大型部材のアルミ化が志向され、より複雑で大きな金型に適用できるCC処理技術開発は喫緊の課題である。本開発により高い意匠性を持つ自動車や家電製品のダイカスト化を加速させる。

アルミボディ開発の具体的な要求
開発した技術のポイント

・大型CC処理技術の開発
-大型処理炉内のガス流動解析を実施し、ガス流動を可視化した。
-上記結果より、新大型処理炉を導入し処理条件を確立した。
・高意匠CC処理技術の開発
-高意匠CC処理の実現に向けて下地処理でのショットブラスト条件を変更した実験を行った。その結果、皮膜品質の低下が見られたため、強固な皮膜を有する新たな高意匠CC処理を開発した。
-従来のCC処理の面粗度Ra2~3に対し、Ra1.1の高意匠CC処理を開発した。
・鋳造評価とCAE解析
-高意匠CC処理した金型での鋳造評価の結果、面粗度、湯流れ性ともに目標に近い結果が得られた。
-重力鋳造型でCC皮膜の基本特性を評価したところ、CC皮膜は溶湯との濡れ性が悪く、金型間の界面エネルギの制御という新たな特性を有しているとともに、凝固特性も良好であることがわかった。
-高意匠CCの湯流れ性は処理なしと従来のCC処理の中間であることがわかった。
-CC処理の伝熱特性に注目し、ダイガスト中の熱伝達係数を算出し、精度の高い鋳造CAEが可能となった。この結果を用いることで、金型の構造解析も可能となり、CC処理型の設計に対しても有効なCAE技術を確立した。

具体的な成果

・大型CC処理技術の開発
-大型処理炉内のガス流動解析を実施し、ガス流動を可視化した。
-上記結果より、新大型処理炉を導入し処理条件を確立した。
・高意匠CC処理技術の開発
-従来のCC処理の面粗度Ra2~3に対し、Ra1.1の高意匠CC処理を開発した。
・鋳造評価とCAE解析
-鋳造評価の結果、高意匠CCの湯流れ性は処理なしと従来のCC処理の中間であることがわかった。
-CC処理の伝熱特性に注目し、ダイガスト中の熱伝達係数を算出し、精度の高い鋳造CAEが可能となった。

面粗度比較
湯流れ評価モデル
湯流れ長測定結果
CAE解析例
研究開発成果の利用シーン

開発した大型薄肉ダイカスト金型向けナノカーボン表面処理技術を使用することで、薄肉化・複雑形状化と高品質・低コストを両立した大型・高意匠性のダイガスト部品を製造することが可能となる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

事業化に向け、高意匠CC処理技術の追加研究を実施中である。また並行して、サンプル出荷先にて量産評価を実施していただいており、品質や型寿命向上の効果を確認できている。今後さらにサンプル出荷先を増やして、幅広い評価データを蓄積し、事業化につなげていく。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

本事業で開発した高意匠CC処理は、従来のCC処理に対し、意匠製品に対応できるだけでなく、製造工程を簡略化することにより、より低価格で提供することが可能となり、大型・高意匠性部品に関しても薄肉化・複雑形状化と高品質・低コストを両立することができる。

今後の実用化・事業化の見通し

・現在、高意匠CC処理技術のレベルアップに向けて、面粗度と湯流れ性の相関関係に関する追加の補完研究を実施中である。
・パソコン部品製造企業にサンプル出荷した、高意匠CC処理金型で量産評価中であり、途中経過としては品質・型寿命とも良好な結果であり、あと半年程度継続して評価を予定している。
・さらに2~3社程度、サンプル評価に協力してもらえる企業を発掘し、色々な製品での量産評価を通して、効果データの蓄積を行い、事業化につなげる。

実用化・事業化にあたっての課題

新型コロナ感染の影響で、各種展示会が中止になり、販路拡大の機会が減っている。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社メックインターナショナル
事業管理機関 公益財団法人科学技術交流財団
研究等実施機関 国立大学法人岐阜大学
あいち産業科学技術総合センター
アドバイザー トヨタ自動車株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社メックインターナショナル(法人番号:5180301019452)
事業内容 ダイカスト金型表面処理、各種開発・評価・実験請負、鍛造システムの設計・施工、冷間鍛造用1液潤滑剤の製造販売、 油水分離装置の製造・販売
社員数 50 名
本社所在地 〒471-0047 愛知県豊田市西新町7-18-1
ホームページ https://www.mec-int.co.jp/index.html
連絡先窓口 株式会社メックインターナショナル 第1営業技術部 高味 克浩
メールアドレス k.takami@mec-int.co.jp
電話番号 0565-37-7020