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次世代材料技術室

調査事業


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金属材料技術部


付加製造技術によるものづくりの振興に関する戦略策定U

【事業期間】

2016年度

【委 託 元】

一般財団法人機械システム振興協会

【実施概要】

金属より軽い樹脂(エンジニアリングプラスチック)を対象として、付加製造による高機能な(高強度、高耐熱性など)造形物の適用製品を探索する。対象としては、軽量化が至上命題となっている自動車、航空機エンジンなどを取り上げ、抽出された課題等を検討する。



レーザ技術を活用した新たな表面処理技術創出に関する戦略策定

【事業期間】

2015年度

【委 託 元】

一般財団法人機械システム振興協会

【実施概要】

事業ではレーザによる溶融技術と溶射技術を融合した新たな表面処理技術について、基本情報を収集し、基礎実験も含めその可能性を検討し、新たな技術創出の道筋をつけることとする。

(1)レーザ技術及び溶射技術に関する基本情報収集 26年度受託成果で得られたレーザ特性の情報を整理して、活用するとともに、被覆材料を含む最新の溶射技術について情報をとりまとめる。
(2)レーザと溶射を組み合わせた表面処理技術の可能性に関する基礎データ収集 溶射技術の高度化とレーザ再溶融化技術を組み合わせることで、これらの要求を達成するための技術課題を実験的に洗い出す。

(a)レーザ再溶融による貫通気孔率低下とその減少に与える因子の調査
(b)貫通機構を通した基盤腐食の評価法の調査と開発
(c)溶射とレーザ再溶融条件の最適化による緻密溶射皮膜開発
(3)レーザと溶射を組み合わせた表面処理技術の課題と展望 上記(1)で収集した基本情報と(2)で収集した基礎データを整理し、技術的な課題を明確にするとともに、目指すべき方向性等を展望する。



付加製造技術によるものづくりの振興に関する戦略策定

【事業期間】

2015年度

【委 託 元】

一般財団法人機械システム振興協会

【実施概要】

本事業では、種々の情報を活用して、付加製造(Additive Manufacturing;AM)装置のファブリケータ及びベンダの視点から、具体的なAM装置で製作された造形物の特徴を見極め、今後、AM技術がどのような分野で活用されるかを取りまとめる。更に、AM技術の普及についてどのような課題があるかを明確にするとともに、ものづくりに寄与するAM産業振興の今後の展望を含め提言を行うものである。

(1)国内外システムの造形物の特性基礎データ収集
国内外のAM装置ファブリケータ及びベンダの協力を得て、各種AM装置で造形を行い、造形物の基礎的なデータを収集して、それぞれの特徴を整理する。
(2)川下産業が期待するAM技術への要望 自動車、電機等の様々な川下産業の声をヒアリングや講演等により聴取し、期待されるAM技術による造形物による製品の機能、品質等をまとめる。
(3)現状及び期待から見えてくるAM技術の課題 前項までで整理した基礎データ及び川下産業の要望を突き合わせ、AM技術が抱える課題を明確にする。
(4)AM技術を用いたものづくりへの提言、展望 上記の課題をクリアーするためにAM技術にどのようなことが具備されるかをまとめ、AM装置ファブリケータへの提言を行う。



素形材産業におけるIT技術に関する調査研究
〜付加製造技術(Additive Manufacturing)に関するソフトウェア調査〜

【事業期間】

2015年度

【委 託 元】

公益財団法人JKA

【実施概要】

ものづくり産業のIT化に今後貢献が期待されるAM(Additive Manufacturing)を重要と捉え、これらに使用されるソフトウェアの活用状況について調査を行う。



レーザ技術を利用した金型イノベーションに関する戦略策定

【事業期間】

2014年度

【委 託 元】

一般財団法人機械システム振興協会

【実施概要】

本事業は、金属材料の表面改質という点で優位性を持っているレーザ技術を利用した新たな金型加工技術を構築するために、金型、熱処理及びレーザそれぞれの技術等の現状を把握するとともに、鍛造、鋳造等を含めたレーザ熱処理への適応の可能性について調査開発を行い、我が国の金属表面加工分野へのレーザ焼入れ技術の導入のための戦略を策定するものである。

金型の熱処理には、レーザのビーム品質が低くても高出力が必要である。またレーザは短波長ほど加工効率が良いが、発振効率が低く表面処理深さが浅いため熱処理には不向きであることから、波長1μm前後のレーザを対象とした。なかでも半導体レーザは発振効率が高くコンパクトで、大きなビーム径を成形でき、金型への焼入れには最適である。また、レーザ焼入れ技術は部分焼入れに適しており、短時間での熱処理のため加工変形が起きにくく、冷却のような後工程を必要としないなどの優位性から、プレス用金型の課題を解決するために有効である。

シミュレーション解析により、本方法によるミクロ組織、ひずみ及び残留応力の 予測が可能となり、焼入れ深さの調節と低ひずみで割れのない条件を探索できる環境を整えた。更に実験結果とも突合せを行い実証し、シミュレーション解析の有効性を確認した。

レーザの金型熱処理への適用を妨げる要因を抽出し、課題及び本事業で導かれたレーザの有効性から、レーザを利用した金型加工技術の向上、及び金属製品の加工技術において今後取り組むべき研究開発テーマの提案及び金型メーカ等からの要望をとりまとめた。



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