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ASTEC2021が初のハイブリッド開催

　「ASTEC2021 第16回 先端表面技術展・会議」や「SURTECH2021 表面技術要素展」、「nano tech 2021 第20回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議」など14の展示会が、昨年12月9日～12月11日に東京都江東区の東京ビッグサイトで開催した。今年はリアル展示会に加えて、新型コロナウイルス感染拡大の状況を鑑みWeb展示会とのハイブリット開催とし10615人が会場に来場、12089人がオンラインで参加した。

　ASTECとSURTECHのリアル展示会では、ドライコーティングやめっき処理、ショットピーニングなどの表面改質技術、摩擦摩耗試験機や硬さ試験機、表面形状・粗さ測定機などの表面試験・評価機器の展示が見られ、以下のような展示を行った。

　大塚電子（ https://www.otsukael.jp/ ）は、顕微分光を用いた微小領域での絶対反射率測定（多層膜厚、光学定数）により、高精度な膜厚・光学定数解析が可能な顕微分光膜厚計「OPTM series」を紹介した。各種フィルムやウェーハ、光学材料などのコーティング膜の厚みや多層膜を非破壊・非接触で測定でき、形状のある実サンプルのDLC膜の厚みを測定時間1秒／ポイントの高速で高精度に測定できる。また初心者でも簡単に光学定数の解析ができるソフトウェアを搭載しているほか、膜厚測定に必要な機能をヘッド部に集約しているため、インラインでの品質管理にも適用できる。複雑な光学定数も解析可能（複数点解析法）。

大塚電子「OPTM series」

　新東科学（ http://www.heidon.co.jp/ ）は、一つの試験片で荷重を変えた摩擦摩耗試験が1回の測定で可能になる従来の摩擦摩耗試験機に、ステップ運転モードと直交バランスアーム方式を追加した新製品「HHS2000S」を披露した。同試験機は、一つのサンプルに複数の試験を予めプログラムした動作条件にて自動で行えるステップ運転モードを搭載。1度目の試験後に自動で測定子をピックアップしY方向ステージを動かし新たな位置から2度目の試験が行える。また、摩擦力を測定する荷重変換機を測定子直上に配置し、不要な機構を排除したことにより高いレスポンスとセッティングの誤差が極力ないように工夫した。さらに、試料テーブルの摺動方向をアームに対して直交させ、摩擦の際の往路と復路における荷重変動をなくしたことでデータのばらつきがない信頼性の高いデータが得られるという。

新東科学「HHS2000S」

　新東工業（ https://www.sinto.co.jp/ ）は、ブラストおよびピーニング工程における表面評価技術「Sightia」を紹介。今回は、手軽に持ち運べることから様々な現場で使用できるポータブル型X線応力測定装置「μ-X360s」、ピーニング処理の加工前・加工後の検査で正常加工品と加工漏れ・加工ムラ製品を1秒で判定する渦電流非破壊検査装置「ECNI-Ⅱ」の実機を展示した。Sightiaは、新型コロナウイルスの感染拡大により工場を省人化したい企業などからの引き合いが多くなっているという。また、ブラストにより短時間で複雑形状の製品表面をなめらかにする平滑加工プロセスを紹介。1個処理により打痕が発生しないため、高品質で確かな摺動性を確保、平滑化と同時に削食を行うため表面の異常層を除去し疲労寿命を向上するという。

新東工業「μ-X360s」

　東陽テクニカ（ https://www.toyo.co.jp/microscopy/ ）は、KLA 社製の超高分解能　薄膜機械的特性評価装置「iNano」を紹介した。極低荷重を高精度かつ安定に発生させる分解能3nNのInForce50型超高分解能押込みヘッドを搭載、ナノメートルオーダーの薄膜や樹脂などのソフトマテリアルの薄膜の硬度・ヤング率を測定できる。さらに、動的押込み試験（連続剛性測定法：CSR）による硬度・ヤング率の深さプロファイル測定やナノスケールの動的粘弾性測定、硬度・ヤング率の三次元イメージングなど、多機能な薄膜機械特性評価装置であることをアピールした。自動圧子形状補正機能を装備。ISO14577 Part 1に準拠している。

東陽テクニカ「iNano」

　日本アイ・ティ・エフ（ https://nippon-itf.co.jp/ ）は、次世代アークイオンプレーティング装置「アドバンスドコーティングシステム iDS®シリーズ」を紹介、3Dプリンティングによるミニチュア模型を展示した。①排気コンダクタンスの最適化で真空排気速度を大幅に向上、従来装置よりサイクルタイムを短縮、②前後大型扉の採用でチャンバー内部のメンテナンスアクセスが容易、③回転テーブルのギヤ比の最適化で、丸棒上ワークに対し均一な多元素金属窒化膜の形成が可能、④新開発の「ステアワン蒸発源」は回転磁石によりアークスポットを制御し、ターゲットを均一消耗することでターゲットコストを抑制、⑤ボタン一つで動作チェックから真空排気、成膜、冷却、大気解放までの全自動処理を実施、などの特徴をアピールした。

日本アイ・ティ・エフ「アドバンスドコーティングシステム iDS®シリーズ」のミニチュア模型

　ブルカージャパン（ https://www.bruker-nano.jp/ ）は、ベーシックなナノ機械的特性評価に対応するコンパクト設計の卓上型ナノインデンテーションシステム「Hysitron TS 77 Select」を展示した。ナノ機械的特性評価で最も利用頻度が高くベーシックな手法である定量的ナノインデンテーション試験、ナノ摩耗試験、in-Situ SPMイメージング技術、高解像度の機械的特性マッピング技術を有したエントリーモデルで、オプションとして動的ナノインデンテーションやナノスクラッチの機能を用意していることなどを紹介した。

ブルカージャパン「Hysitron TS 77 Select」

　また、12月11日は事前収録による動画配信で構成されたトライボロジーセミナー「ものづくりに貢献するトライボロジー試験・評価技術」が行われた。モデレーターである東京理科大学 教授 トライボロジーセンター センター長の佐々木信也氏が、アントンパール・ジャパン、エリオニクス、三洋貿易、島貿易、新東科学、東陽テクニカにトライボロジー特性の評価・計測に関する先端機器の特徴や用途、各種事例などについてインタビューしたほか、東京理科大学トライボロジーセンターの役割や保有している充実した研究設備について紹介した。

トライボロジーセミナーのようす：動画は、三洋貿易・狩野陽平氏（左）と佐々木信也氏（右）のディスカッションのようす

 

admin 2021年1月27日 (水曜日)

日本精工、状態監視・診断ソフトウェアを用いた各種サービスを開始kat 2021年01日27日(水) in

• 転がり軸受
• 転がり案内

　日本精工は、コンディションモニタリング（状態監視）技術を用いた新事業の一つとして、状態監視・診断ソフトウェア「ACOUS NAVI™（アコースナビ）」を用いた各種サービスを開始する。また、同社が提供するコンディションモニタリング技術を用いた各種サービスの情報を発信するACOUS NAVI専用Webサイト（https://www.acousnavi.nsk.com）を、1月25日から公開している。

ACOUS NAVI専用Webサイト

 

　同社の主力製品である軸受、ボールねじ、直動案内は、機械設備の機能・性能を支える重要な部品であり、これらの稼働状態を監視して故障や異常の原因となる予兆を早期に検知・診断する技術は、予知保全に貢献する鍵となる。同社では長年の研究開発により、軸受、ボールねじ、直動案内の損傷や劣化のメカニズムを解明し、その予兆を捉える技術を確立しており、この知見と技術を強みに、ユーザーの機械設備の生産性向上や製品品質の向上に貢献する事業を目指している。

　この事業の一つとして今回、ユーザーの機械設備の軸受、ボールねじ、直動案内の状態を監視して故障や劣化の予兆を早期に捉えて診断する、状態監視・診断ソフトウェア「ACOUS NAVI」を用いたサービスを開始するもの。

　まずは本年4月から、ファナックが提供する製造業向けオープンプラットフォーム「FIELD system」上で稼働するアプリケーション「ACOUS NAVI for Bearings」と「ACOUS NAVI for Ball Screws」を販売開始する。これらは軸受やボールねじの近傍に設置した振動センサーのデータを用いて軸受の傷／はく離、ボールねじの摩耗を診断し、その結果を表示するもの。

　同じく本年4月から、回転機械の状態をその場で測定・診断できるワイヤレス振動診断器「A10」について日本、中国を皮切りにグローバル販売を開始する。この振動診断器は、2017年より日本国内で販売しているワイヤレス振動診断器Bearing Doctor BD-2の後継機として開発され、一般的な振動測定・診断機能のほかACOUS NAVI for Bearingsの機能も搭載されており、軸受の傷／はく離の診断が簡単・スピーディーに行える。

日本精工、従来比2倍以上の走行寿命を実現する長寿命直動案内を開発kat 2021年01日27日(水) in

• 工作機械
• ロボット
• 半導体・FPD
• その他産業機械

in

• 転がり案内

　日本精工（NSK）は、独自熱処理技術の適用により従来比2倍の走行寿命を実現した直動案内「NSKリニアガイドTM長寿命シリーズ DH・DS型」を開発した。2021年4月より販売を開始し、2026年度に年間60億円の売上を目指す。

DH・DS型

 

　NSKリニアガイドは、半導体・液晶製造装置、自動車製造設備、搬送用ロボット、工作機械などの各種生産設備を中心に幅広い用途で使用されている。リニアガイドには、従来から装置の信頼性向上を実現させるため長寿命化が求められており、同社では転動体（ボール）とレース溝との接触面圧分布を最適化するボール溝形状の設計により信頼性を向上させた「NH・NS型」で市場の要求に対応してきた。

　昨今のスマートファクトリー化の加速により、装置には一層のタクトアップ・昼夜連続稼働による生産性向上、小型化による省エネルギー化などが要求されており、これを実現するためリニアガイドには、より一層の高い信頼性や長寿命化が求められている。

　これに対し同社では今回、さらなる走行寿命延長を目指し、長寿命シリーズ DH・DS型では独自の熱処理技術であるTF（タフ）化技術をリニアガイドに適用した。

　TF化技術とは長年の軸受開発の中で培った熱処理技術の一つで、材料の鋼材に存在する残留オーステナイト量の最適化により、ボールが異物などを踏むことで発生するボール溝圧痕の縁形状をなだらかにし、応力集中を小さくすることではく離を抑制、走行寿命延長（転がり要素の長寿命化）を達成するもの。

　開発した長寿命シリーズ DH・DS型では、TF化技術の適用により、従来比2倍の長寿命を実現、世界最高レベルの動定格荷重を実現した。これにより、設備のさらなる信頼性向上や小型化を可能とし、小型化による軽量化・低摩擦化により省エネルギーに貢献できる。

　また、幅広いラインナップを用意。寸法は国際標準ISO規格に準拠しており、従来品と置き換えが可能となっている。

さらに、高防塵シール、潤滑ユニットなど、従来品同様に豊富なオプションを用意している。

　開発品は大幅な信頼性の向上や生産性の向上に貢献するほか、小型化による軽量化・低摩擦化により省エネルギー化を実現する。

　半導体・液晶製造設備や自動車製造設備、搬送用ロボット、工作機械、プラットホーム用ドア、CTスキャナ など各種設備機械・装置と広範な用途が見込まれている。

日本精工、工作機械スピンドル用高信頼性単列円筒ころ軸受技術を開発kat 2021年01日27日(水) in

• 工作機械

in

• 転がり軸受

　日本精工は、工作機械スピンドル用軸受向けに、新開発のころ案内保持器の採用により、組立や慣らし運転時の作業負荷低減と信頼性向上を両立する技術を開発した。今後、市場の反響を踏まえながら、2021年度以降の早期の量産化を目指す。

 

　マシニングセンタの主要要素であるスピンドルに使用される単列円筒ころ軸受は、グリース潤滑で使用する際、スピンドルを組み立てた後に、グリースを最適な位置に最適な量配置するための「慣らし運転」という工程に長い時間を要し、生産性向上のネックとなっている。また、オイルエア潤滑で使用する場合、低速回転時に軸受温度が異常に上昇してしまう課題もあった。

　これらの問題を解決する手段としては、保持器の位置を安定させるための方法を「ころ案内方式」にすることで可能になるが、この方式では保持器に過大な力が掛かることがあり保持器が破損しやすいという課題があることから、これまでは「外輪案内方式」が一般的だった。

　開発した新技術では、従来品と同等の耐久性を有した「ころ案内方式」保持器の開発に成功したほか、保持器形状の改良によって余剰なグリースの排出性を向上させ、グリース潤滑での慣らし運転時間を外輪案内方式に比べ最大約7割短縮した。

　また、オイルエア潤滑においては、ころ案内方式の採用によって、従来の外輪案内方式で課題だった、低速運転時に軸受内部へ潤滑油が過剰滞留して発生する軸受の異常昇温も低減。これにより、オイルエア潤滑でもスピンドルの安定した運転が可能となる。

　さらに、ころ案内形式で問題となる保持器の破損を防止するため保持器の形状と材料を最適化したことで、ころ案内保持器の耐久性（信頼性）向上を実現した。

　本技術は、グリース潤滑スピンドルの組立時間短縮により、工作機械メーカーでの生産性向上に貢献するほか、オイルエア潤滑での異常昇温の低減、ころ案内保持器の強度向上により、運転時の高い信頼性に貢献する。

　自動車部品／一般機械部品加工用マシニングセンタなどで使用されるビルトインモータスピンドルでは、スピンドル本体の発熱によって軸方向の膨張が発生するため、スピンドルのリア側に円筒ころ軸受が採用されているが、今回開発された技術は、このリア側支持用軸受に最適としている。

光洋サーモシステム、高温域まで処理可能な実験開発用・少量生産用多目的熱処理装置を開発

　光洋サーモシステムは、過熱水蒸気雰囲気を採用したバッチタイプで、高温域まで処理可能な実験開発用・少量生産用多目的熱処理装置「Allfit®（オールフィット）シリーズ AF-μBF」を開発した。過熱水蒸気の効果の有無を確認できるほか、低酸素雰囲気処理を実現している。

多目的熱処理装置「Allfitシリーズ AF-μBF」

 

　過熱水蒸気は加熱空気より比熱が高く、輻射効果も得られるため､開発した装置では短時間の均一に加熱できるほか、低酸素処理が可能となっている。また、過熱水蒸気雰囲気により処理品との反応を促進し､生産性の向上やランニングコストの低減に寄与できる。

　処理用途としては電子部品の脱バインダー・焼成や、金属部品の乾燥・脱脂、セラミック部品の脱脂、樹脂の除去などのほか、従来方式では加熱効率向上が実現できなかった製品の熱処理などに適している。

　熱処理装置の仕様は、最高温度（加熱室内・マッフル外での値）：1000℃、常用使用温度範囲（加熱室内・マッフル外での値）：400～900℃、マッフル内有効寸法（mm）：200（W）×200（H）×400（D）、耐荷重（等分布荷重）：10kg、処理雰囲気：過熱水蒸気・N2・Air・H2、残留酸素濃度：20ppm以下（過熱水蒸気導入時・参考値）

kat 2021年1月27日 (水曜日)