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精密加工

切削からプレス・インパクト成型へのクリアランスソナーケース製造法置換

鳥取県

株式会社田中製作所

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 自動車用クリアランスソナーケースなどのアルミニウム合金複雑形状品の高効率生産を実現する革新的精密インパクト成形技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、産業機械、物流・流通
産業分野でのニーズ対応 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
キーワード 精密プレス加工、ソナーケース、自動運転、冷間鍛造、アルミニウム合金
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29年度~令和1年度

プロジェクトの詳細

事業概要

従来、インパクト成形が困難と言われていた複雑形状品について耐久金型の開発と、金型摩擦の調節技術によりインパクト成形で製造し、コスト削減・強度の向上を図る。さらに、ロボットなどを活用した高効率量産技術を開発する。

開発した技術のポイント

従来、歩留まりや初期投資の面で量産性に乏しかった切削に代わり、塑性加工であるインパクト成形技術とロボットの活用によって、高い生産性と歩留まり向上を実現した。

具体的な成果

・複雑形状品に対応するアルミニウム合金の材料特性に応じたインパクト成形技術の開発
-アルミニウム合金の材料特性に応じたインパクト成形技術の開発
*5000系アルミニウム合金についてインパクト成形を行い、パンチ回転数、底面厚み設計値が成形品の硬さに与える影響と、ソナーケースのミクロ組織と超音波特性の関係性を調査。
*試験結果からソナーケースの要求仕様を満たすための加工条件を決定。
-複雑形状品のインパクト成形に耐える金型の開発
*解析により材料/金型間の摺動性、材料流動の関係性を調査。
*-回転ボールオンディスク試験、スクラッチ試験を行い、金型基材、潤滑剤を選定。
*開発した金型の耐久性を試作試験により評価し100,000ショットに達しても金型には致命的な破損などの不具合は生じなかった。
・高品質クリアランスソナーケースの低コスト量産技術の開発
-ショット多数個取りの工法開発
*生産効率を高めるために1つの金型に対し複数の凹部を有する1ショット多数個取り金型の設計を実施。1ショット多数個取りにおける設計条件を確立。
-潤滑剤供給手法の確立
*潤滑剤をエアーにより除去する機構、潤滑剤供給機構、製品吸着機構が材料投入アームに一体となった装置を開発。
・高効率生産を実現する自動化技術の開発
-高効率生産プロセスの構築
*全工程を自動ラインにておこなるシステム開発を実施。量産試作により、単位時間あたり生産量は6.25倍となることを確認。
-量産試作品の評価検証
*構築した自動機を運用し100,000ショットの試作試験を行い、生産性と量産時の製品品質を検証。
*量産試作品の形状、表面粗さ、硬度の測定を行い、すべての項目で目標値を満足、不良率は0.03%。

知財出願や広報活動等の状況

・特許第6713613 「複雑形状容器部品用金型並びに複雑形状容器部品及びその製造方法」
・特許第6707746 「潤滑剤供給装置及びこの潤滑剤供給装置を有する成形加工装置並びにこれを用いた成形加工方法」
・特願2020-018419 「金型欠損検出システム」

研究開発成果の利用シーン

クリアランスソナーケース、またはそれに準じるの複雑形状を有する量産品(コンデンサケースなど)。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

既に車載用センサの製造を行っている川下メーカーへ本研究の技術を使用した試作サンプルを提出し一定の評価を得ており、今後もアプローチを継続し、国内市場80%、海外市場25%のシェア獲得に向け営業活動を実施。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造

製品・サービスのPRポイント

複雑形状製品ながら、従来の切削加工に比べ、高い量産性を確保できる。

今後の実用化・事業化の見通し

今後の事業展開としては、車載用センサの市場規模は約460億円規模であり、年10%の成長が見込まれ、経済産業省と国土交通省が設置した「自動走行ビジネス検討会」では2020年代での自動運転実現へとロードマップを出しており、市場としては成長傾向である。日本国内でも開発競争が一段と活発化するとともに市場規模の更なる拡大が見込まれる。こうした市場の動向に合わせ、既に車載用センサの製造を行っている川下メーカーへ本研究の技術を使用した試作サンプルを提出し一定の評価を得ており、今後もアプローチを継続し、国内市場80%、海外市場25%のシェア獲得に向け営業活動を実施する。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社田中製作所
事業管理機関 公益財団法人鳥取県産業振興機構 経営支援部
研究等実施機関 地方独立行政法人鳥取県産業技術センター 機械素材研究所
国立研究開発法人産業技術総合研究所 製造技術研究部門 構造・加工信頼性研究グループ

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社田中製作所(法人番号:9270001002010)
事業内容 金属プレス加工業
社員数 120 名
本社所在地 〒689-0216 鳥取県鳥取市気高町宝木1562-132
ホームページ http://www.heart-tanaka.co.jp
連絡先窓口 株式会社田中製作所 管理部 部長 田中佑樹
メールアドレス info@heart-tanaka.co.jp
電話番号 0857-82-3355