「出番を待つ新素材」&「明日のクルマづくり技術」
Next-generation Automotive Materials and Production Technologies

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これからの自動車に期待される生産加工技術

自動車技術はEV化に伴い大きな変革期を迎えている。それとともに、従来主流であった内燃機関に対応した加工技術から、EVの構成要素に対応した加工技術への対応が求められている。本稿では、このような環境下で変わって行く自動車部品とそれらの生産加工技術の動向を整理し、将来を予測することを試みた。

IoTを活用するつながる工場

工場の様々な設備がネットワークに繋がり、多くのデータが吸い上げられ、新しいモノづくり変革を目指す活動が製造業全体を巻き込んで起っている。日本においても、いくつか関連する活動がなされ、その流れを上手にキャッチして確実に成果につなげている企業が出てきている。本解説記事にて、様々な動向をまとめる。

難削材加工の現状と切削シミュレーション

現在、輸送機産業等では、軽量で高強度材料な難削材の使用が増えており、これに伴って難削材の加工技術の開発が求められている。本稿では、難削材の切削における課題を示し、切削現象の理論的背景に基づいた取組み方について述べている。また、切削シミュレーションの現状を説明し、その活用と事例を紹介している。

マルチマテリアル化の一翼を担うスーパーエンプラ
─自動車部材への活用切り口

自動車産業を取り巻く状況が変化し、新しい技術が採用される中で、自動車に使用される材料は多様化している。その一つであるスーパーエンプラにはどのような特長があるのか、それら特長にはどのような活用方法があるのか、自動車部品のデザインや生産プロセスにも踏み込みながら概観する。

熱可塑性スーパーエンプラPEEKを用いた最新の加工技術と自動車分野への転用

熱可塑性スーパーエンプラであるPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)は近年、軽量化、高温下における前期絶縁性向上、静音化目的で金属や他のポリマーからの置換が進んでいる。本稿ではこのトレンドを紹介、説明する。

熱可塑性CFRPによる自動車軽量化への挑戦

名古屋大学ナショナルコンポジットセンターはアルミニウム構造と同じ剛性とコストでアルミニウム構造より軽量なCFRTP構造を約1分で実現。現状より軽量で、年産10万台規模の量産対応可能な生産性を目標とし、これまでに自動車用フロアパネル、サイドシル等の大物部材のLFT-D成形に成功し、それを超音波溶着法で接合したシャシ構造を完成させ、技術実証を完了した。

生産性向上のためのIoT活用技術
─FANUC Intelligent Edge Link & Drive system─

工場へのIoT導入とビッグデータの利活用が注目されている。しかしながら、製造現場にIoTを適用する場合には、セキュリティや通信の遅延等多くの課題を回避する必要がある。そこで製造現場には現場の機械(Edge)近傍で多くのデータを処理するEdge HeavyのIoTを提案する。 Edge Heavy IoTプラットフォームについて解説し、実際に生産ラインに実装した効果について紹介する。

鍛造におけるサイバーフィジカルシステム

ドイツのインダストリー4.0で提唱されているインターネットを用いたものづくり改革は今後急ピッチで進化すると思われるが、鍛造でもこの方向での技術革新が期待される。本報では、いままでの鍛造デジタル技術や自動化技術を振り返り、構築された要素技術の組み合わせで鍛造版のサイバーフィジカルシステムを展望する。

マイクロテクスチャのトライボロジー応用

近年、マイクロレベルからナノレベルの微細加工技術の進展が著しく、これらの加工技術を摺動面に適用して摩擦を制御しようとする、いわゆるマイクロテクスチャのトライボロジー応用に関する技術開発が盛んに行われている。 マイクロテクスチャにおいては、摺動面にどのような形状を形成するかという設計技術や、設計した形状をいかにして摺動面に高効率かつ低コストで成形するかという加工技術の問題がある。 本稿では、マイクロテクスチャ設計技術に加えて、マイクロテクスチャのトライボロジー応用として、マイクロテクスチャ加工技術の事例を紹介する。 さらに、高能率、低コストを実現する加工技術として新たに開発された、Micro Rollin;MFRにより形成されたマイクロテクスチャのトライボロジー性能を紹介する。

金属積層造形の実力と課題

三次元積層造形、そして金属三次元造形は3Dプリンターブームの中、大きく注目された。特に、金属積層造形は未来の複雑形状製品製造技術として期待されている。ここでは、金属積層造形技術を、PBF方式、DED方式、焼結援用方式の三種にカテゴライズし、その実力と可能性、問題点と技術の現状について解説した。

STAF(Steel Tube Air Forming)プロセスの紹介

自動車におけるCO2ガス排出量を削減するには車体の軽量化が有効な手段の一つであるため、各社においてさまざまな検討および実施がなされている。本報では閉断面を連続的に変化させ1500MPa級の引張強度を有する部材の成形技術であるSTAF(Steel Tube Air Forming)プロセスについて紹介する。

レーザ加工と切削加工を融合した超複合加工機による加工事例

オークマ社は、次世代の生産設備として、従来から工程集約を行ってきた切削加工に加え、素材や機能性の付加が可能となるレーザ加工技術を集約した工作機械である超複合加工機を開発し発売している。本報では、加工事例を中心に、サンプルワークと、超複合加工機特有のメリットについて詳しく解説する。

Additive Manufacturing(AM)と切削技術を融合したハイブリッド複合加工機の活用事例

近年の“付加加工(Additive Manufacturing、 AM)”技術への関心の高まりを受け、当社は切削加工と付加加工を融合したハイブリッド複合加工機“INTEGREX i-400 AM”を開発した。本稿では、当機械を使った次世代の生産手法を提案し、実生産における生産性の改善事例を紹介する。