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プロジェクトの基本情報

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2017年3月24日更新

難削材の切削諸条件の高度化を図り航空宇宙用
重要精密部品の加工時間を短縮

株式会社 瑞木製作所

プロジェクト名 難削材(耐熱合金インコネル材)の加工技術高度化の研究開発
対象となる川下分野 自動車、航空機、エネルギー
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)
高耐久性(耐熱性、耐食性、耐摩耗性の向上など)
効率化(生産性・作業性の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
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 ニッケルクロム合金の切削速度を30m/minから72m/minに2.4倍アップし、切削工具の適合化と高圧クーラント(70kgf/cm2)の導入により刃先摩耗の抑制と切屑の切断を図り、加工時間を約30%短縮した。
事業実施年度 平成19年度~平成21年度
事業化状況 事業化済み(すでに販売実績あり)
対象としている素材 ニッケル・クロム合金、チタン合金 など

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
航空機用ジェットエンジン・宇宙開発用ロケットタービンに採用されている超耐熱合金難削材の切削加工時間短縮によるコストダウンと、品質安定・欧米企業との国際競争力強化を図った。
難削材(耐熱ニッケルクロム合金インコネル材)の加工技術高度化の研究開発においては、工作機械特性・工具選定・切削油等のそれぞれに長所・短所があり、適正な諸条件が確立されていない状態であった。
研究開発のポイント
航空機用エンジンは、10,000 RPM・900~1,200℃・連続運転15~20時間、
宇宙開発ロケットタービンは、50,000 RPM・-150~+1,300℃・運転時間400秒
このような過酷な使用条件に耐える部品で構成されており、その部品の原材料として使用されているインコネル材の切削加工技術の高度化に向けて、工作機械・適正工具・切削油等の課題について、研究開発を実施して解決を図った。
研究開発の具体的な成果
航空機用エンジン部品はインコネル625(硬度:HRC20~28)と
宇宙開発ロケットタービン部品はインコネル718(硬度:HRC40~46)である。
切削諸条件と適合した切削工具の開発による切削試験を実験的に繰返し、切削速度は30m/minから72m/minへ2.4倍の高度化が図れた。
工具の長寿命化と独自の固有技術により、加工時間も従来比23~43%の短縮を達成した。
インコネル材の切屑は切断出来なかったが、切削液吐出力を7MPa(70kgf/cm2)と10倍にして、高噴射高圧クーラントとジェットノズル式ホルダー等により切屑の切断が実現した。

利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
航空機用エンジン部品については、三菱重工業 株式会社及び同社経由プラットアンドホイットニー社・ロールスロイス社・ボーイング社・エアバス社等である。
宇宙開発ロケットタービン部品は三菱重工業 株式会社及び同社経由 財団法人 宇宙開発機構である。
MASTT(MHI名誘協力会社の海外受注組織)経由SNECMA(フランスのエンジンメーカー)へも展開中である。
自動車関連は、レース向けである。
「チタン合金」よりも削りにくい「ニッケルクロム合金」で切削加工技術の高度化が図れた事により、適用範囲が拡がり更に事業化の展開が期待できる。

事業化への取り組み

事業化状況、規模 川下企業における宇宙開発用国産ロケット(H-ⅡA/H-ⅡB)・国際宇宙ステーションへの無人補給機(HTV、こうのとり)・民間旅客機(MRJ/ボーイング等)のニーズを的確に把握し、オンリーワン企業として製作を担当し、製品供給への国際的責務を担うべく事業化に取り込んだ。
基礎切削試験を実施したことにより、加工技術の高度化を見込めるようになり、これまでの研究成果を踏まえた応用力も高まり、派生技術により自動車業界・電機業界への事業化を展開中である。
川下企業からの引合で、事業の成果物16件、派生技術で9件あった。
事業化による効果 研究開発の推進により、具体的にはインコネル625鍛造品の切削加工時間短縮目標30%を38.2%まで達成し事業化に結び付け、川下企業経由でプラットアンドホイットニー社へ継続的に部品供給を実施している。
航空機部品及び宇宙産業関連部品に加え、自動車業界では次世代自動車へチタン合金部品を適用しての高品質化を図っている。
知財・広報活動 新聞の取材では、日刊工業・日経・中径・中日・東北 等
TV  〃   メーテレ(MRJ)・NHK(東北支援・コマ大戦)
専門誌 〃   生産財マーケティング(ニュースダイジェスト社)
展示会 等は、ポートメッセなごや、システム研究会、中部ものづくり基盤技術、ものづくり岐阜テクノ、アイシンAW など
特許等については、固有技術のノウハウにて出願していない。
今後の見通し 事業化されたものを継続して生産向上に寄与できるよう推進していく。航空機・宇宙開発の分野は横這いであり、今後の増加に期待している。
自動車業界の新製品開発部門から難削材精密加工品に対し、高度化された切削加工技術により対応でき、事業化へ結びつき展開されている。
鉄鋼業界においても、わが国でインコネル材(ニッケルクロム合金)の生産が推進され、それに伴う切削加工の要請に対応出来るようにしており、事業化への展開も期待している。
また、引き続き愛知県「知の拠点」P1プロジェクトチームの一員として、サポインでの研究成果が活用され貢献出来るよう検討している。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
【当初事業計画(従来技術)】   【達成度(新技術)】
航空機エンジン部品(インコネル625)
 切削速度:30m/min → 72m/min(2.4倍)
 切 込 量: 3.0mm  → 1.0mm(1/3)
 送 り 量: 0.08mm  → 0.12mm(1.5倍)
 加工時間:18.15H  → 13.52H(△25.5%)
               ↓
              11.21H (△38.2%)
宇宙開発ロケットタービン部品(インコネル718)
 加 工 時 間:7.40H        → 5.03H(△32%)
 切削液吐出力:0.7MPa(7kgf/cm2) → 7MPa(70kgf/cm2)(10倍)
 切断できない切屑         → 高圧クーラントとジェットノズル式ホルダー等により切屑の切断が実現

研究開発の体制

事業管理機関 財団法人 あいち産業振興機構(愛知県)
法認定事業者 株式会社 瑞木製作所(愛知県)
研究実施機関 共同研究者:愛知県産業技術研究所
アドバイザー 三菱重工業 株式会社 名古屋誘導推進システム製作所
京セラ 株式会社 機械工具事業本部
ヤマザキマザック 株式会社
有限会社 瀬戸オイル商会
社団法人 中部航空宇宙技術センター
名古屋工業大学大学院

PRコメント

「チタン合金」よりも削りにくい「ニッケルクロム合金(耐熱インコネル材)」での加工技術高度化の研究開発を航空機・宇宙開発の分野で実施され、事業化を継続して推進し、高度化された切削加工技術が「中部ものづくり基礎技術展(2011年1月18日 中小機構の主催)」への出展を契機に自動車産業の新製品開発部門からも注目され、試作開発に取り組み、事業化を展開している。
自動車レース用の難削材(チタン合金)精密加工部品の製作・提供により、高度化された切削加工技術の成果を発揮している。
愛知「知の拠点」でのP1プロジェクトチームの一員として参加しており、「難加工性材料の超精密高能率加工技術の開発」にサポインでの研究成果が活用されている。
川下企業としては三菱重工業 株式会社及び同社経由プラットアンドホイットニー社・ロールスロイス社・ボーイング社・エアバス社 等。
MASTT(MH1名誘協力会社の海外受注組織)経由SNECMA(フランスのエンジンメーカー)等。

企業情報

社名 株式会社 瑞木製作所
(法人番号:1180001079692)
所在地 〒488-0826 愛知県尾張旭市大塚町二丁目1番地の3
電話番号 052-771-8410
社員数 38名 (男性  34名、女性  4名)
資本金 2,100万円
業種 金属製品製造業
事業内容 金属製品製造業(金属加工業)
URL http://www.mizuki-ss.co.jp/
保有する生産設備と
スペック
【生産設備】・複合加工機 INTEGREX 300-Ⅳ、QSM-350M、QTN-200MY 他 ・NC立型マシニングセンタ V60C、VS50、NV5000、X50、VM-5Ⅲ 他 ・CNC三次元測定機、真円度・円筒形状測定機 他 【スペック】・品質マニュアル
生産拠点エリア 国内 所在地:愛知県尾張旭市大塚町二丁目1番地の3
海外生産対応 不可
主要な取引先 三菱重工業 株式会社、三菱電機 株式会社、佐久間特殊鋼 株式会社、他
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
研究室

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