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日立建機とNIMS、レーザー焼入れで使用済み歯車の寿命を新品と同等以上に延長

　日立建機と物質・材料研究機構（NIMS）は、使用済み歯車の表面にレーザー焼入れすることで、摩耗によって損傷した部分を修復する手法を共同で開発した。また、修復した歯車の使用寿命を新品と同等以上に延長可能であることを実証した。なお、本手法は、炭素を拡散させて金属の表面を強化する浸炭処理を施した歯車を対象としている。

浸炭処理をした歯車にレーザー焼入れをする様子

　日立建機は、2023年4月より、使用済み油圧ポンプ内部の歯車の再生において、本手法を適用する。これにより、従来、廃棄の対象としていた歯車の再生利用率が約25%向上する。20tクラスの油圧ショベルの場合、毎回の定期部品交換時、新品ではなく再生された歯車を利用することで、新品部品を製造するときに発生するCO2排出量が1台当たり約13kg低減することが見込まれる。将来的には、鉱山機械の再生部品への本手法の適用や部品再生を行っている日立建機グループの海外拠点への導入も計画している。

　日立建機の再生事業は、顧客の使用済み純正部品 (油圧シリンダ、油圧ポンプ、走行装置など) を、機械の修理や定期交換時に回収し、分解・整備後、新品同等の機能保証付きの再生部品として提供している。高負荷がかかる歯車は、長く使用すると摩擦や残留応力などにより疲労し、使用寿命を迎えると、変形や破損へと至る。浸炭処理した使用済み歯車にレーザーを照射することで、不具合を引き起こす金属の表層組織を部分的に改質して強度を回復し、新品の歯車と比べて、寿命を新品と同等以上に延長可能であることが実証された。

　本手法は、日立建機 部品・サービスビジネスユニット 再生事業部とNIMS 構造材料研究センター 極低温疲労グループが共同で開発した。

admin 2023年5月16日 (火曜日)

新東工業、米社とレーザーピーニング加工の受託加工合弁会社

　新東工業（ https://www.sinto.co.jp ）とアメリカのLSP Technologies（LSPT）は、レーザーピーニング（LP）加工の適用領域拡大を目指し、2023年4月3日付で共同出資による「新東LSPTレーザーピーニング（本社：豊川市、加賀秀明社長」を設立した。

　近年、航空機や自動車部品など高い安全性を求められる金属部品には、ピーニング工法を用いて耐久面における信頼性を向上させるのが一般的となっている。ピーニングには主に鉄系もしくは非鉄系の小さな球を金属表面に打ち付けるショットピーニング（SP）とレーザーを照射するLPがあり、それぞれ異なる特性を持っている。例えば、SPでは耐久性向上といった効果の付与が難しいチタンのような材料に対してはLPが効果的であり、LPでは照射が難しい形状に対してSPは適用可能など、材料・目的によって最適な工法は異なる。またLPでは投射材を使わないため廃棄物を出さない利点もある。

　従来より、表面処理のリーディングカンパニーである新東工業はSPをコア技術の一つとして、そのアプリケーションや評価の知見を蓄積してきたが、LPは世界的にも扱うメーカーが少ないのが実状だった。また、先述の通りSPとLPの特性の違いは明らかであることから、両技術の特性と対象材料・使用目的に応じた最適な加工条件の提案・加工、その効果の測定・検証が求められる。

　そこで、LP装置のトップメーカーであるLSPT社から国内初となる「The Procudo Laser Peening System（プロクド レーザーピーニング システム）」を導入し、新東工業が元来保有するSPに必要不可欠な投射材および投射条件に関する知見・ノウハウ、金属の特性評価をはじめとする測定技術にLSPT社のノウハウを融合した、LPの受託加工・測定専門会社を設立することとした。

　LSPTは、LP設備の製造・販売、LPの受託加工、技術サポート・メンテナンスを行っており、世界の大手航空機メーカー等を主要顧客としている。

　

admin 2023年5月16日 (火曜日)