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プロジェクトの基本情報

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2018年8月20日更新

省エネ・省資源の発泡樹脂用エコ金型

DAISEN 株式会社

プロジェクト名 消失模型鋳造法によるアルミニウム合金の薄肉中空鋳造技術の研究とそれを用いた発泡樹脂生産技術の確立
対象となる川下分野 自動車
川下企業におけるニーズの対応 質量低減(小型化、軽量化など)
環境配慮(不純物の除去や無害化、廃棄物削減、 CO2削減など)
短納期化(リードタイム、工程の短縮など)
上記ニーズに対する具体的な数値 質量低減・・・金型重量 350㎏⇒100㎏
環境配慮・・・重油使用量 最大1/2
短納期化・・・サイクルタイム 最速1/2
事業化状況 実用化済み(完成はしているが販売実績はなし)
対象としている素材 アルミニウム合金

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
蒸気で成形する発泡樹脂成形用金型は広大な蒸気室を持ち、成形加工1サイクルで金型の温度は加熱完了時で120℃、冷却完了時が50℃であり、その温度差70℃を平均120秒で行うこの成形方法は加熱冷却を繰り返す化石燃料消費型である。そこで発泡樹脂業界では加熱、冷却の効率化、製造時間の短縮、さらには、発泡樹脂成形体の加熱時間の短縮を目指した金型フレームの実現に取り組んできた。DAISENは金型の熱容量を減らすため蒸気室を小さくすることによる成形時の省エネルギー化について検討した。
研究開発のポイント
試作金型は鋳造欠陥(引け巣等)が原因で不良率が75%以上であった。そこで鋳造結果の予測、鋳造欠陥の有無及びその規模を評価方法の確立を行い、さらに開発した金型を用いた成形技術の開発を行った。

研究開発の具体的な成果
【1.鋳造方案の確立】
きれいな溶湯をつくる技術開発ができ、目標の不良率を10%以内に抑えるための方案を確立することができた。
【2.数値解析による予測技術の開発】
CAEを用いた湯流れ解析を行った。 CAEのパラメータを得るため世界でも例の少ないアルミニウム消失模型鋳造のX線透過試験の湯流れ可視化実験データ、鋳造時の模型内の溶湯温度測定、消失模型の消失時に発生するガスの分析など、実験データとの擦り合わせにより精度の高い解析をすることができた。
【3.鋳物評価技術の開発】
鋳物の評価を行う為、超音波探傷検査、X線CT検査などの非破壊試験により評価し、鋳物の加工前評価方法を検討した。
【4.省エネエコ金型による成形技術の開発】
試作開発した金型の性能を生かすことができる専用成形機を開発した。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
研究期間中に事業化まで至った例は無かったが、食品容器メーカーとの共同開発から食品容器での事業開発の計画があり、現在試作を通して開発中である。
食品容器以外としては自動車用部品での可能性もあるため試作検討中である。

事業化への取り組み

知財・広報活動 特許申請1件
発泡樹脂成形有力メーカへのPR
自動車部品の提案中
今後の見通し 【事業化に向けた課題】
実績の蓄積・・・日本の発泡樹脂用途の約60%が食品容器用途である。その用途食品容器等金型は約20万ショット用いられる。委託事業完了後、試作を通じて耐久性を確認中である。耐久性と省エネ性の確認できるデータを準備することが必要である。実績を蓄積するにはおよそ1年必要であるが、有力発泡樹脂メーカには紹介している。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
【当初目標の達成度】
1.アルミニウム合金溶湯管理と鋳造技術の確立
事業開始時75%の不良率は事業完了時には10%以内に抑えることができた。
2.数値解析による予測技術の開発
食品容器金型での数値解析による湯流れ解析では溶湯充填時間、湯温の変化を再現することができた。
3.鋳物評価技術の開発
非破壊試験による鋳物欠陥の検出精度目標を90%以上に対して、鋳造欠陥が出やすい部位の特定と特定部位での検出率が60%達成。
4.省エネエコ金型による樹脂成形技術の開発
薄肉中空金型重量を従来金型より70%削減し、成形サイクルタイムを30%短縮することができた。
【技術的な課題】
金型のライフ検討・・・販売する場合どれ位の生産ライフを持つか検討する。
試作成形機の量産検討・・・試作したエコ金型専用成形機の量産機の検討。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
食品容器メーカ 1件 食品容器用

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人岐阜県研究開発財団
法認定事業者 DAISEN株式会社
研究実施機関 DAISEN株式会社、岐阜県工業技術研究所、国立大学法人岐阜大学
アドバイザー 升田技術コンサルタント、公益財団法人科学技術交流財団

PRコメント

発泡樹脂業界で成形機械(市場占有率60%)、金型、成形、付帯設備を含めて総合技術を有する当社は当事業にて従来金型と比べてその重量を約70%削減、成形時間も従来比30%短縮することを可能とした金型と専用成形機の開発致しました。
低炭素社会における発泡成形工場の省エネ次世代設備として提案致します。
また、技術開発したアルミニウム合金消失模型鋳造法でかつ薄肉中空鋳物技術を他産業への活用も図り、各種産業に寄与したいと考えております。

企業情報

社名 DAISEN 株式会社
(法人番号:2200001023408)
所在地 〒508-0014 岐阜県中津川市駒場町2番25号
電話番号 0573-66-1321
社員数 87名 (男性  53名、女性  34名)
資本金 48,000,000円
業種 生産用機械器具製造業
事業内容 発泡樹脂成形に関する総合メーカであり、発泡樹脂成形機の設計・製造・販売、専用金型の設計・製造販売、発泡樹脂成形品の製造・販売
URL http://www.daisen-inc.co.jp
生産拠点エリア 国内 所在地:岐阜県中津川市、埼玉県上尾市、福岡県大牟田市
海外 所在地:中国上海市青浦区
海外生産対応 不可
主要な取引先 株式会社 JSP、株式会社 カネカ、三菱電機中津川製作所
本プロジェクトに
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部署名
本社開発室

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