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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

難削材CFRPに対する新たな切削加工技術の開発と専用加工機械の製造

宮川工業 株式会社

プロジェクト名 CFRP部材(難切削材料)の切削加工を低コストで可能とする専用加工機械の開発
対象となる川下分野 自動車、航空機
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 開発機は現在使用されている5軸制御加工機と比して50%以上の低コスト化を実現
事業実施年度 平成21年度~平成23年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 CFRP、アルミ、チタン

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
新素材であるCFRPは軽量、高強度で航空機業界をはじめ、様々な分野で積極的に採用され、これに伴う開発や設備投資が近年盛んに行われている。
しかしながら、この新素材の切削加工技術はまだまだ確立されていないため、弊社の今まで培ってきた独自の切削技術を実証し、より経済的で高精度の穴あけを目的とした切削加工技術の研究とその成果を搭載した専用機械の開発を行う。
研究開発のポイント
CFRP材は川下事業者における切削加工や穴あけ加工などの機械加工現場においては加工に難しさが伴う難削材であり、特に他の材料に比べ切削工具の切れ刃に発生する摩耗や損傷が大きく、その工具寿命時間も極端に短いことや、加工後のCFRP表面剥離等の加工形状精度など問題も多い。このCFRPという部材を低コストで加工できないかという解決策は未だなく、CFRP需要の拡大に一刻も早く対応するために、より経済的で高精度な穴あけ、トリミング等の切削加工技術の確立が望まれている。そんな中、刃物の研究開発は盛んに行われているが、弊社は動的な切削技術に着目して研究開発を実施した。
研究開発の具体的な成果
本研究開発では、CFRP部材を加工する時に工具の寿命を延ばすことができる切削加工技術を確立するため「不等速回転方式」および「揺動回転方式」による切削加工機器を試作開発し、検証を行った結果、「不等速回転方式」で約20%、「揺動回転方式」で約40%の効果を確認した。また、同時に上記の切削方式を搭載できる専用機械を一般機械の約50%低コスト化にて実現した。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
「不等速回転方式」の切削技術の派生展開で単独のユニットを製作し、刃物メーカーへの納入販売実績を残している。なお、このメーカーではさらにこの装置を使用し、実証実験を継続中である。また、さらにこれらの切削技術がCFRPのみではなく、金属との重ね合せ切削加工にも有効性があることから、今後の展開でも活用する予定である。

事業化への取り組み

事業化状況、規模 事業化しておりません。
事業化による効果 事業化しておりません。
知財・広報活動 特許:「穴加工方法」(特願2009-135648)
  「回転砥石装置」(特願2010-192006)
今後の見通し ・ CFRP加工用刃物の長寿命化に関し、CFRP材の不等速穴加工、揺動トリミング加工とCFRPと金属等を重ね合わせて穴あけ加工する試験を実施中
・ 2014年6月の実用化を目指す。実用化後は、航空機産業への導入を足がかりに自動車、洋上風力発電プラント関連産業をターゲットに販路開拓を狙う
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
・低コスト化 ⇒ 開発機は現在使用されている5軸制御加工機と比して50%以上の低コスト化を実現
・長寿命化 ⇒ CFRP加工用刃物の長寿命化につき、不等速穴加工で20%、揺動加工で40%の効果を確認。CFRP以外の難削材加工でも長寿命化効果の可能性があることが判明
・事業化課題 ⇒ 機械装置が大型なため、川下企業での試作加工は条件が厳しい状況と採用する場合の要求100%自動化が可能なこと

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 宮川工業 株式会社
研究実施機関 大同大学
岐阜県機械材料研究所
アドバイザー 名古屋工業大学
徳田工業株 式会社
アマノ 株式会社
岐阜県セラミックス研究所

PRコメント

新素材CFRPの切削加工で着目した切削加工方法「不等速回転方式」「揺動回転方式」については、まだまだ未知数な所が多く、穴あけやトリミングをはじめとする切削加工運動特性について、さらに研究を進め、派生技術として展開していく予定です。また、今回の研究開発で培った高精度の位置決め方法やソフトプログラミング、画像処理等の技術を、様々な分野の川下業者のニーズに応えられるさらなる新製品の開発に応用し、また、今回の事業で築くことができた大学や研究機関等様々な業種の方との関係を、今後の事業展開に大いに活用できると確信しています。

企業情報

社名 宮川工業 株式会社
(法人番号:8200001019648)
所在地 〒501-3912 岐阜県関市宮河町1丁目1の1
電話番号 0575-22-1411
社員数 60名 (男性  50名、女性  10名)
資本金 4,800万円
業種 金属製品製造業
事業内容 金属加工機械・機器・ツールの開発及び製造販売
URL http://www.miyakawa.com/index.html
保有する生産設備と
スペック
3次元測定器、NC工作機械4台、NC旋盤 2台、NCジグボーラー加工機 2台、ジグボーラー加工機 6台
生産拠点エリア 国内 所在地:岐阜県関市
海外生産対応 不可
主要な取引先 三菱重工業 株式会社、川崎重工業 株式会社、JFEエンジニアリング 株式会社、日本車輌製造 株式会社
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
技術部
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