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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

CFRTPハイブリッド成形は1分以内のハイサイクル成形を実現します
(バッテリーケース:400W*600L*100H)

株式会社佐藤鉄工所

プロジェクト名 EVバッテリーケースのCFRTPハイブリッド成形技術と高速成形装置の開発
対象となる川下分野 自動車、航空機、エネルギー、環境、その他(レジャー)
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)
質量低減(小型化、軽量化など)
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)
上記ニーズに対する具体的な数値 ・鉄製部品比較50%の重量軽減
・ワンアクション成形で1分以内の成形サイクルタイム
事業実施年度 平成26年度~平成28年度
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 C(G)FRTP

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
自動車分野の川下企業の軽量化ニーズに対応するため、EV、PHV等の二次電池を搭載している自動車において高重量(約60kg)を占めているバッテリーケースについて、株式会社佐藤鉄工所の独自技術である「炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)ハイブリッド成形技術」の高度化と、自動車の生産サイクルタイムに要求される1分以内での量産を可能とする高速成形装置の開発を通じて、炭素繊維複合材への代替を実現することにより、大幅な軽量化を図るものである(目標値:30kg)。現状、一部人手による試作のハイブリッド成形は7、8分掛かっており、1分以内のサイクルタイムの実現は国内初の実証装置となる。

研究開発のポイント
・接合部強度の見極め
成形条件面では、加熱条件、プレス加圧条件、プレスと射出のタイミング関係、形状面では接合部の形状(R形状、L形状など)と肉厚の関係、材料面では強化繊維の組成、繊維含有量、樹脂材料の選択など種々の条件の組合せによる物性データを収集し、最適な組合せと最適成形条件の見極めにより、プレス成形材と射出成形材の接合強度を確保する。
・ハイサイクル成形システムの開発
加熱されたプリプレグが温度変化を起す前に成形する必要が有り、ピックアップ→搬送→金型セット→退避の動作を10秒以内で完了する高速、高精度搬送装置の開発。

研究開発の具体的な成果
EVバッテリーケースを製品形状として成形技術の開発を行い、ハイブリッド成形に関する特許取得した(特許第6151923号、特許第6076143号)。
加熱したCFRTPを効率よく把持搬送可能である、成形から取り出しまでの成形システムを確立した。開発した加熱・搬送技術は特許出願を行った(特願2016-79763)。
これらの技術は今後の事業展開に有益であり、広報活動を積み重ねることで事業はさらに発展すると考えられる。

利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
輸送機関連(自動車・航空機・鉄道車両・船舶等)
レジャー用品関連(海洋レジャー、山岳レジャー、スポーツ用品等)
情報通信関連(パソコン筐体・電化製品構造体等)
エネルギー関連(風力発電駆動軸等)
建築、土木関連(建物耐震部材・建機構造体等)
医療・介護関連(車椅子・医療器具等)

事業化への取り組み

事業化状況、規模 EVバッテリーケースのハイブリッド成形システム受注には至っていないが、その工法とシステムを知りたいという問合せは継続しており、自動車メーカー様はじめ、サプライヤー様、商社様へのハイブリッド成形実演を含めたプレゼンを行っている。
事業化による効果 研究機関へのハイブリッド成形ラボシステム納入においては
加熱・搬送技術など活用することができた。研究機関に於いては
慎重なサンプル作りが要求され、プレス技術、加熱技術、搬送技術において評価されている。
知財・広報活動 ハイブリッド成形に関する特許取得(特許第6151923号、特許第6076143号)
加熱されたプリプレグ材の把持・搬送技術に関して特許を出願(特願2016-79763)
今後の見通し 自動車部品の軽量化要望は確実に増加しており、複合材を基材とする成形・成形装置の需要も増大する。
ハイブリッド成形はC/GFRTPはもちろん、その他複合材にも対応する成形法であり、広報活動を積み重ね装置販売につなげて行きたい。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
サポイン事業ではプリプレグ基材の成形技術を向上させたが、最近の顧客要望はより安価な基材を用いたハイブリッド成形である。搬送技術、加熱技術を更に向上させる必要がある。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
複数有り。
素材を用いたサンプル成形など。

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人中部科学技術センター
法認定事業者 株式会社佐藤鉄工所
研究実施機関 株式会社佐藤鉄工所
国立大学法人岐阜大学
国立大学法人京都工芸繊維大学
名古屋市工業研究所

PRコメント

・弊社のハイブリッド成形システムは、①射出成形並みのハイサイクル成形、②1工程で複雑形状品の成形が可能、③穴加工・外周トリム・接着などの後工程設備は不要、等の特徴があります。

・熱可塑性樹脂含浸連続繊維強化基材及び不連続繊維強化樹脂をハイブリッド成形(プレス+射出成形)します。
・開発した加熱搬送装置により、C/GFRTP基材の高速加熱、高速搬送が可能です。
・圧縮成形モード、射出成形モードの切り替えにより同一金型で幅広い成形を行うことが可能です。
・小型機から大型1800tプレスシステムまで設計製作対応可能です。

企業情報

社名 株式会社佐藤鉄工所
所在地 〒455-0008 愛知県名古屋市港区九番町3-42
電話番号 052-661-0176
社員数 122名 (男性  114名、女性  8名)
資本金 4,500万円
業種 その他の製造業
事業内容 機械加工、装置製造
URL http://www.satoh-gr.co.jp
保有する生産設備と
スペック
敷地面積:7660㎡  建物面積:3800㎡(音羽事業所) クレーン能力: 30/5t 2基 , 5t 2基 , 2.8t 1基
敷地面積:11600㎡  建物面積:3500㎡(音羽萩事業所) クレーン能力: 50/5t 1基 , 10t 1基
その他 多数の工作機械有り
生産拠点エリア 国内 所在地:名古屋市、豊川市、山形県酒田市
主要な取引先 国内外自動車部品サプライヤー様他多数
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
〒441-0120 愛知県豊川市萩町中山1-16
株式会社佐藤鉄工所 音羽萩事業所
0533-88-3200

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