研究開発された技術紹介

産業用ロボットの圧力制御機器や次世代自動車用小型モーター、センサー筐体に用いられるステンレス製の深絞り加工部品を、油圧機能内蔵金型によるトランスファー深絞りプレス成形技術によって安価に製造できる技術を開発する。またプレス金型の負荷荷重をリアルタイムで計測できるピエゾセンサーを金型に内蔵させ、プレスの稼働状態を常時監視できるIoT化プレス技術を確立する。

油圧機能内蔵の量産用SUS304L角型深絞り用金型、及び仕上げカット金型を製作し、油圧機能内蔵金型プレス方式の量産性を検証した。その結果、中間焼鈍無しで1工程の深絞り工程で加工が可能となり、また時期割れや応力腐食割れが発生しないことが明らかになった。さらに工程が大幅に短縮がなされたことから、AIロボットによる搬送方式で量産が可能であることを検証できた。

・量産用油圧機能内蔵金型によるSUS304L角型深絞り加工を行った。その結果、油圧機能の無い従来金型では時期割れが発生したが、油圧機能内蔵金型では時期割れや応力腐食割れが発生しないことを確認した。​
・油圧機能内蔵金型によりプレス加工したSUS304L角形深絞り製品の断面ミクロ組織はオーステナイト組織であり、またX線回折の結果、オーステナイト残留率は100％であった。​
・油圧機能内蔵金型により深絞り工程が8工程から3工程まで大幅に短縮され、トランスファ搬送よりも安価で汎用性の高いAIロボット搬送が可能となった。​
・油圧機能内蔵金型にピエゾボルトを内蔵させることで、60SPMの高速プレス加工時の金型負荷応力を常時リアルタイムで検出できる方式を確立できた。​

特許出願1件
名称：プレス金型およびプレス成形品
出願日：令和2年3月6日
出願番号：特願2020-038388
出願の要点：被加工材とノックアウト間にプレスオイル溜めを有し、ダイと被加工材の間の油膜切れを防止することが可能なプレス金型およびこれを用いたプレス成形品。

開発した油圧機能内蔵金型によるトランスファー深絞りプレス成形技術により、次世代のEVやFCV、産業用ロボットなどに使用される深絞りプレス加工部品を大量に低価格で生産できる。

ステンレスの深絞りプレス加工品の時期割れ、応力腐食割れは現在大きな課題になっているが、温間や冷間プレスを行うなど複雑な工程を余儀なくされている。本テーマで開発できた油圧機能内蔵金型は、これらの課題を解決できる技術であると見込んでいる。

1.深絞りプレス工程の大幅な短縮に繋がる
2.時期割れ、応力腐食割れの防止が可能で信頼性が向上する。
3.トランスファー、AIロボットなどによる自動搬送が可能で、生産性を大幅に向上できる。
4.深絞り金型コストを1/2以下に低減できる。
5.プレス後の時期割れが発生せず、材料歩留まり、製品歩留まりを向上できる。
6.油圧機能内蔵金型にピエゾボルトを挿入することで、プレス金型の異常検出や遠隔監視に応用でき、IoT化や無人化に繋げることができる。

本テーマの成果は、次世代自動車用の主要部品である、(1)電子部品、(2)機械構造部品、(3)センサー部品、(4)ワイヤハーネス部品、(5)外装部品、(6)バッテリー部品、(7)油圧空圧機器、(8)配管部品、(9)冷却部品、(10)エネルギー変換伝達部品、(11)光学部品、(12)モーター部品などに広く応用できると見込んでいる。

現在顧客から、新製品の早期立ち上げと生産能力の向上を強く求められており、今後の生産拡大に向けてたプレスマシンの増強が必要である。