ものづくりを支える軽金属の加工技術
～接合技術を中心に～
共催：(一社)軽金属学会東海支部
10:20～10:55
可視化技術を用いた接合技術の高度化
大阪大学 接合科学研究所 教授 藤井 英俊 氏
次世代自動車、航空機などのものづくりを考える上で、接合技術はキーテクノロジーであり、避けては通れない。本稿では、2つのＸ線源を用いた接合プロセスの可視化技術を用いて、摩擦攪拌接合を中心とした接合技術の理解を深め、プロセスの高度化に迫る。
欠陥の発生メカニズムや接合条件の依存性、材料の流動速度、ひずみ速度分布、接合中の微細構造の生成メカニズムなどを議論することで、今後の接合技術の進展へ繋げる。
10:55～11:20
自動車に適用されるアルミニウムの接合技術
(株)神戸製鋼所 アルミ・銅事業部門技術部接合技術研究室 室長 今村 美速 氏
自動車の車体や部品にアルミニウム合金材を適用する際に、実際に使用された様々な接合工法を分類し、メリットとデメリットを示しつつ紹介するとともに、それら接合工法選定における留意点の理解を深めるために、典型的な接合品質についてアルミ材と鋼の対比において解説する。また、今回サンプル展示した、アルミと鋼および樹脂などの異種材の接合に活用できる機械的締結を主体に取り入れた、神戸製鋼の開発技術「電磁かしめ接合」「ピアスメタル」「フローティング・スタッド」「樹脂射出接合」を紹介する。
11:20～11:45
FSWを利用した大型アルミ製品の開発
日本軽金属(株) グループ技術センター 接合・加工グループ グループマネージャー 堀 久司 氏
日本では長尺の押出形材を接合する鉄道車両部材からFSWの適用が始まった。しかし，固相接合技術であるFSWは内部品質に優れることから，高気密性が求められる半導体・液晶製造装置部品に適すると考えて技術開発を進めた。これらの製品では接合線が2次元であり，0°FSW技術を開発することで製品化を実現した。一方，大型厚肉材から切削されていた部材に対しては，厚板用FSWツールを開発するとともに４本の棒材を組み合わせて接合する工法も開発して，大型厚肉の枠部材を製品化した。本講演では製品化を実現するための基礎技術と製品化技術に関して報告する。
11:45～12:10
アルミのFSWの現状と課題
(株)UACJ 技術開発研究所 加工技術開発室 主査 福田 敏彦 氏
アルミニウム合金は鋼材と比較して、①低融点，②高熱伝導度，③高線膨張係数などの物理的性質から融接の際には注意が必要である。酸化被膜を形成しやすいという性質も、耐食性という点では有利に寄与するが、溶接性の点では不具合発生要因の一つになる。以上からは、アルミニウム合金は溶接しにくい材料とされていた。一方、近年、ＦＳＷという溶かさない接合法の登場により、上述課題の多くが軽減され、アルミニウム合金は扱いやすい材料になりつつある。しかし、ＦＳＷによるアルミニウム合金の接合の際にも注意すべき課題もある。
12:10～12:35
パイプの同時複数穴加工とアルミパイプの穴加工技術の開発
(有)シバ金型 専務取締役 芝 世志造 氏
岐阜県各務原市にあります有限会社シバ金型です。小さな会社ですが、他企業にはない独自の技術開発に取り組み、「丸パイプへの全方向３６０度複数同時穴抜き金型」で特許を取得しました。従来不可能であった領域の穴加工をこの新工法で可能にしました。この技術を基に、現在サポイン事業において、「液圧を活用した三次元形状パイプの芯金レス穴加工技術」をテーマに取り組んでおります。今年が最終年度となり、その成果が各方面より非常に期待されているところであります。また、ものづくり日本大賞において、この技術は優秀賞を受賞しました。
新しい産業を生み出すプラズマ技術
共催：(公財)名古屋産業振興公社プラズマ技術産業応用センター(PLACIA) プラズマが拓くものづくり研究会(PLAM)
10:25～11:25
自動車での燃費向上に向けたプラズマ技術の応用
― 水素フリーDLC膜による超低フリクション化技術―
日産自動車(株) 材料技術部 金属材料グループ 主担 馬渕 豊 氏
自動車の燃費向上に向け、プラズマ技術の一つである水素フリーDLC膜に着目し、エンジン部品に採用した事例を紹介します。グラファイトを原料にアークイオンプレーティング法で成膜した水素フリーDLC膜が、エンジン油潤滑下で著しく低い摩擦特性を示すこと、またエンジン部品への適用の際に、膜の表面性状に起因する摩耗課題を解決した経緯について説明すると共に、今後のDLC膜開発の方向性についてお話しします。
11:25～11:55
超高密度大気圧プラズマユニット
Tough Plasma新型ヘッドとその応用
富士機械製造(株) ハイテック事業本部 FA開発部 部長 岩城 範明 氏
富士機械製造は、超高密度大気圧プラズマユニット商品『Tough Plasma』の新型プラズマヘッドを開発しました。新型プラズマヘッドの完成により、処理能力を大幅に向上させる事に成功しました。この新型プラズマヘッドの開発における技術的ポイントと、そのヘッドの応用分野について紹介します。
11:55～12:25
電子ビーム励起プラズマを用いた高付加価値表面処理
(株)片桐エンジニアリング 次長 山川 晃司 氏
窒化処理は、鋼の耐磨耗性、耐食性、疲労強度などを向上させる技術として発展し、さまざまな分野で利用されています。しかし、アルミニウム合金、オーステナイト系ステンレスなどの難窒化材料の窒化処理技術は、産業で活用されるレベルまで達していません。弊社は、高密度プラズマ生成が可能なEBEP（電子ビーム励起プラズマ）を用いて、これら難窒化材の窒化層形成開発に取組み、成功いたしましたので、ご報告させて頂きます。
EV・PHV利用促進プラットフォーム活用によるCO2排出削減効果
共催：あいちEV・PHV普及ネットワーク
トヨタメディアサービス(株) 第1開発センター つなげるサービス開発室 室長 永井 昭仁 氏
私たちは、2050年までに地球温暖化を抑制するために掲げられた，先進国で排出される温室効果ガスの80％以上削減を目指す必要があります。従来のハードウエアでの地球温暖化対策ではなく、ソフトウエア技術を使い、交通部門の大幅なＣＯ２削減にチャレンジしたのが、このプロジェクト。環境省の全面的な支援を受け、電動車両用充電インフラの普及に携わる3社が現在、挑戦している取組内容をご紹介します。
接合・接着の科学と技術
～異種材料の一体成形による部材の高機能化～
共催：(一社)表面技術協会ドライ機能プロセス部会
13:00～13:40
光活性化による高分子間接合並びに高分子/金属接合の科学
京都大学 工学研究科 教授 杉村 博之 氏
13:40～14:20
航空機用CFRPの接合性向上に関する技術開発の動向
大同大学 工学部 教授 平 博仁 氏
14:30～15:00
溶射によるCFRPへの金属・セラミックス成膜技術と高機能化
トーカロ(株) 溶射技術開発課 課長 神野 晃宏 氏
15:00～15:30
アーク溶接方式による3次元構造体の形成
武藤工業(株) 3Dプリンタ事業部 取締役 村田 秀和 氏
15:30～16:00
瞬間接着剤高機能化における最新技術動向
東亜合成(株) R&D 総合センター主査 安藤 裕史 氏
第7回産総研軽量構造材料シンポジウム
～輸送機器の軽量化に向けた構造材料の新たな取り組み～
共催：産業技術総合研究所
13:15～13:20
開会の挨拶
中部センター 所長 立石 裕 氏
13:20～13:35
構造材料研究部門の紹介と軽量構造材料への取り組み
～産業パートナーを目指して、新たな研究体制のスタート～
構造材料研究部門長 田澤 真人 氏
今年４月、中部センターに新たに発足した構造材料研究部門の概要について紹介し、その研究活動方針と軽量構造材料研究への取り組みについて述べる。
13:35～13:55
マグネシウム研究の現状と今後の展開
～難燃性マグネシウム合金の実用化を加速するための研究開発～
軽量金属設計グループ長 千野 靖正 氏
マグネシウム合金は軽量であるが発火の問題があり、その取り扱いが難しいことが実用化に向けた課題の一つとなっている。産総研では、マグネシウム合金を難燃化する技術を開発し、これまでに、機械的特性や成形性などを改善するための研究を継続的に推進している。本発表では、さらなる材料特性の改善、プロセス技術の改善に向けた研究の取り組みについて紹介する。
13:55～14:15
難燃性マグネシウム合金の腐食特性に及ぼす熱処理の影響
～難燃性マグネシウム合金の耐食性向上を目指して～
軽量金属設計グループ
研究員 湯浅 元仁 氏
難燃性Mg合金は、マグネシウムの発火の問題を解決した材料であり、高速車両や航空機の構造部材としての利用が期待されている。その一方で、マグネシウムは耐食性の問題もあり、高い信頼性が要求される構造部材として利用するためには、その腐食特性を系統的に把握する必要がある。本研究では、溶体化処理前後の難燃性Mg合金の耐食性を調査し、組織の変化が腐食特性に及ぼす影響を評価したので報告する。
14:15～14:35
アルミニウム研究の現状と今後の課題
～アルミニウム合金の溶解・凝固プロセスの新展開～
軽量部材鋳造技術グループ長 多田 周二 氏
アルミニウム合金については、溶解・凝固プロセスを中心に研究開発を行ってきた。溶融した金属を金型に高速射出するダイカスト成形では、課題となっている欠陥量低減に向けた半溶融状態での成形技術に、また、鋳造プロセスについては凝固時の結晶成長を抑制するための技術開発に取り組んでいる。ここでは、アルミニウム合金の機械的特性をさらに改善するために、凝固組織や不純物などの制御技術について検討した結果を報告する。
14:35～14:55
凍結鋳型を用いたアルミニウム合金部材の鋳造技術
～低環境負荷な凍結鋳型の特徴と実用化への課題～
軽量部材鋳造技術グループ
主任研究員 尾村 直紀 氏
砂に少量の水を添加したものを凍結して作製する凍結鋳型は、鋳造プロセスの作業環境改善や環境負荷低減を可能とし、既に一部で実用化がなされている。しかし、従来の砂型に比べ湯流れ性が改善される理由が明確になっていないなど、まだまだ未成熟な技術である。そこで、本研究ではアルミニウム合金を用いて湯流れ性向上メカニズムの検討や複雑形状鋳物の試作を行い、本プロセスの広範な普及に向けた基盤技術の開発に取り組んでいる。
15:10～15:30
熱硬化性CFRP，熱可塑性CFRP研究の現状と今後の課題
～CFRPの新規高速成形プロセス技術の展開に向けて～
無機複合プラスチックグループ長 堀田 裕司 氏
CFRPは我が国の新材料として、これまでに航空機への実用化が進んでいる。今後は燃費規制が厳しくなる自動車用途への展開が期待されるが、そのためには熱硬化性CFRP、熱可塑性CFRPの生産性の向上が不可欠である。当該研究グループでは、CFRPの新規な高速成形技術の構築を目標に要素技術の研究開発を行っている。また、熱硬化性CFRPと熱可塑性CFRPは、繊維/樹脂間の密着性や界面状態、繊維長などによって物性が変化するため、評価技術の検討も重要な課題である。
15:30～15:50
CFRP成形へのマイクロ波プロセス適用化への挑戦
～CFRPの新規高速成形技術に向けて～
無機複合プラスチックグループ
研究員 島本 太介 氏
CFRPの製造に於いては成形時間の短縮などの生産性に係る製造コストの低下が期待されている。また、CFRPにマイクロ波を照射すると、CFRP中の炭素繊維が選択的にマイクロ波を吸収し加熱される。この様な原理から、CFRPの新規な高速加熱成形法として、マイクロ波プロセスが候補の一つとして期待できる。本講演では、マイクロ波プロセスによるCFRPの高速成形への可能性と物性への影響などについて報告する。
15:50～16:10
CFRPの切削加工
～難加工性CFRPの機械加工に向けた新硬質材料開発～
粉末冶金プロセスグループ 長 松本 章宏 氏
CFRPは軟質な樹脂とカーボン繊維という特性の大きく異なる物質から構成される複合材料である。そのため、穴あけやトリミングなど機械加工では、層間剥離や未切断部が形成しやすい、いわゆる難削材の一つである。これまでに硬質な皮膜であるDLCやダイヤ膜を密着性に優れる新規な硬質材料の表面に形成し、ドリル加工による評価を行ってきた。さらに新規硬質材料によるドリル作製のため長尺成形体作製技術の確立を目指している。
16:10～16:30
チタン研究の現状と今後の課題
～鋳造から粉末冶金成形への転換～
構造材料研究部門
総括研究主幹 小林 慶三 氏
高融点で活性な金属であるチタンは溶解することが難しい。これまでに電磁浮揚溶解を利用した鋳造技術でチタン合金の鋳造技術を開発してきた。また、鋳型との反応を抑制するため、低反応性の鋳型材料を開発してきた。ただ、廃棄物の発生や形状の自由度を考えると、粉末冶金法での成形技術が今後必要になると考えられる。特に、不純物を含む素材においても機械的特性を発現できる技術が必要である。
グローバル時代における日本のモノづくり
～デンソーにおける新たな生産革新について～
(株)デンソー 顧問 土屋 総二郎 氏
近年、生産を取り巻く環境は大きく変わってきている。世界に広がる市場に合わせて、生産のグローバル化も本格化している。TPPなど自由貿易圏の動きも加速され世界的な大競争時代に入ってきており、国内・海外ともに競争力向上が急務である。高齢化や生産労働人口の減少など日本の生産を取り巻く社会構造の変化に打ち勝ち、「日本のモノづくり」の競争力を維持していくことは大きな課題である。今回、デンソーにおける生産技術や生産システムの革新への取り組みの事例などを紹介して、皆様と共に「グローバル時代における日本のモノづくり」について考えていきたい。
航空機構造の軽量化と高い安全性の追求
共催：(一財)素形材センター
13:30～14:30
[基調講演]航空機複合材構造の更なる安全性と信頼性の向上を目指して
～先進複合材構造
東京大学 副学長 大学院新領域創成科学研究科 教授 工学博士 武田 展雄 氏
日本の航空機用複合材構造の製造技術の優越性は、ボーイング787機体構造のシェアからも明らかではあるが、今後も優位性が保たれる保証はない。金属にも勝る低コスト・高生産性を実現し、かつ、これまで以上の高信頼性・安全性を実現できる、更なる日本独自技術を達成していくことが不可欠である。そのためには、複合材構造成形・製造プロセス中の温度、ひずみなどの状態を把握したモデル化を実現し、試行錯誤に依存しない製造技術へと醸成していく必要がある。ここでは、幾つかの成功例を紹介する。
14:30～14:40
NEDOプロジェクト概要紹介
(一財)素形材センター 次世代材料技術室（RIMCOF室） 航空機材料技術部 部長 工学博士 磯江 暁 氏
（一財）素形材センターでは、2013年度より次世代構造部材創製・加工技術開発プロジェクトを受託しており、航空機を対象とした複合材構造および軽金属構造の研究を行っている。航空機構造にとって軽量化は永遠の課題であり、当センターでは航空機メーカーと材料メーカーがチームを組むことにより、次世代の航空機を睨んだ研究を展開している。セミナーでは現在実施中のプロジェクトの概要についての紹介を行う。
14:40～15:10
航空機構造へのチタン合金の低コスト適用を目指して～チタン合金接合技術～
川崎重工業(株) 航空宇宙カンパニー 技術本部 研究部 材料技術課 基幹職 工学博士 二宮 崇 氏
チタン合金は、軽量／高耐食性という優れた材料特性に加え、複合材との相性の良さから複合材と共に使用量が増大しているが、加工性の悪さに起因する製造コストの高さが適用上の課題である。弊社は、「次世代チタン合金構造部材創製・加工技術開発」（素形材センター／ＮＥＤＯからの委託研究）にて、航空機構造チタン部品を対象とした新接合技術（レーザー溶接／摩擦攪拌接合）の開発によりその課題に取り組んでいる。本講演では、その概要を紹介する。
15:10～15:40
航空機構造の信頼性向上を目指して～光ファイバ構造健全性診断技術～
三菱重工業(株) 技術統括本部 総合研究所 強度・構造研究部 構造第二研究室 主席研究員 鎗 孝志 氏
航空機を安全に運航するためには高い構造信頼性が要求され、損傷許容設計の採用や、定期的な構造点検を行うことでこの要求に応えている。一方で運航コストの低減につながる構造の軽量化や点検コストの低減も求められている。高い構造信頼性を保ったまま運航コストを低減する方法として、構造の状態を常時把握することで点検間隔を広げられる構造健全性診断技術の適用が期待されている。この技術を適用するために、我々は光ファイバセンサを用いた構造健全性診断技術を開発している。本技術の適用コンセプト及び開発状況について述べる。
15:40～16:10
多用化される複合材構造の高生産性を目指して～高生産性・易賦形複合材～
東レ(株) 複合材料研究所 研究員 工学博士 武田 一朗 氏
航空機構造材にも広く用いられている、炭素繊維を一方向に配列させ最小限の熱硬化性樹脂を含浸して一体化したプリプレグに、特定のパターンの切込を挿入することで、プリプレグと同等の力学特性を維持しながら、板金加工では実現できない急激な凹凸変化を有する３次元形状を成形できる新規材料を実現した。より生産性、複雑形状への要求が高まる次世代小型航空機に向け、世界的にコスト競争力の高い航空機部材の創出を目指した研究開発を紹介する。
16:10～16:30
質疑応答及びアンケート記入／回収
開発プロセスの効率化に寄与する3Dプリンタ技術
13:30～14:00
非接触式3Dスキャナの選定とその利用
ディプロス(株) エンジニアリング事業部 課長 鈴木 洋 氏
3Dスキャナの導入を検討されている企業様へ、3Dスキャナを活用したものづくりの事例や3Dスキャナ選定時において押さえておきべきポイントをご紹介致します。また弊社で取り扱っている固定式3DスキャナHDI Advance R3とハンディスキャナMantis Vision F5のご紹介を致します。
14:00～14:30
3Dプリンターによる設計開発支援と時間短縮
(株)JMC 3Dプリンター出力事業 営業グループ 高岡 弘 氏
JMCは、3Dプリンター出力と精密砂型鋳造を事業展開する総合試作メーカーです。特に3Dプリンターの運用に関するノウハウと、3Dデータ編集や仕上げ処理などの工程を強化することによって、お客さまのイメージに合う試作品を提供しています。本講演では、3Dプリンターの工作機械としてのメリットとデメリットついて述べた上で、設計・開発プロセスにおいて3Dプリンターをどのように活用すればよいか、具体的な事例とともに説明させて頂きます。
14:30～15:00
最新3Dプリンタの動向と活用事例について
(株)OKIデータ・インフォテック 営業部 3Dソリューション担当プロダクトマネージャー 町田 林 氏
製品デザインやアセンブリモデルの製作に役立つ高性能３Dプリンタにはどういった機能が必要か、課題はなにか。透明材、弾性材、２種材複合造形、嵌合やヒンジ構造の造形など必要な要素から活用事例を紹介。
海外展開における特許・商標権の必要性と、効果的な出願費用の削減方法
Masuvalley and Partners 弁理士 家成 隆彦 氏
海外でビジネス展開する上で、特許・商標権は本当に必要なのか？
特許・商標権の必要性と、模倣品対策について、経験豊富な弁理士が様々な助成金を活用した費用を抑えた効果的な方法と対策をご説明します。
☆特許・商標権はなぜ必要なのか？
・模倣品の流用を未然に防ぐ方法
・助成金を活用した海外への特許・商標出願
・模倣品が出回ってしまった後の対策
ランニングコストまで見据えた3Dプリンタ選定方法
(株)ムトーエンジニアリング 中部営業所 主任 内藤 輝幸 氏
どんな形でも実体へと造形が出来ることで、あらゆる製造業様で活用して戴いている3Dプリンタですが、万能ではなく活用の”用途”から材料・方式・精度・サイズに時間と、項目によって価格も千差万別です。本コースでは、材料費にも観点を当てて選定に向けたお手伝いをさせて戴きます。
