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エリコンバルザース、ドイツの工具メーカーとCFRP向けダイヤモンドコーティング開発

　エリコンバルザース（本社：リヒテンシュタイン）は工具メーカーのドイツ・C6 Composite Tooling社と共同で、航空宇宙産業の顧客であるオーストリア・FACC向けにCFRP用工具コーティング「BALDIA COMPOSITE DC」を開発、CVDダイヤモンドコーティングにより複合材部品の複雑な穴あけ工程における工具の使用寿命を3倍に延長し、工具コストを半分にする方法を示した。

エリコンバルザースの「BALDIA COMPOSITE DC」を施した工具

　航空機においては機体軽量化による燃費効率向上のため、CFRPの適用が拡大している。エアバスA350やボーイング787ドリームライナーなどの先進機種では繊維複合材料の割合を30%から50%へ増やしており、その数字は増加し続けている。そのためコスト効率の良いCFRP部品の加工は、現在も今後もFACCのような主要な航空宇宙サプライヤーにとって差し迫る課題となっている。

　航空機の部品を組み立てるためには何十万もの穴あけが必要である。半自動の精密ドリル送り装置の使用や、機体や他の部品に柔軟に対応するCNCマシンや穴あけロボットを使用することで穴あけを効率化している。穴をあけるために、工具で厚さ11mmから25mmの材料をわずか10μmの公差で加工を行う。しかし、難削材であるCFRPを加工するには従来工具では工具寿命が短く、工具交換の手間やコストが嵩むなどの問題を抱えていた。

　C6 Composite Tooling社はこのような工具への課題対応を専門としており、自動車、航空宇宙と鉄道をターゲットに軽量素材に適したソリューションを提供している。FACC向けとして、同社は空気抵抗を低減させ、燃費や排気ガス、騒音を最小化するために、ウィングレットと翼端の延長部へ穴あけ加工をする工具を含む、最適化された加工工程を開発した。

　C6 Composite Tooling社は従来の穴あけ回数（使用寿命80穴）改善を目的として、コーティングパートナーであるエリコンバルザースの協力により工具性能の向上を図ることができたという。両社は、様々な工具基材、工具径、製造状態とプロセスパラメーターをテストし、ダイヤモンドコーティング「BALDIA COMPOSITE DC」に適合させた。複合材料加工用に特別に設計されたナノ結晶CVDコーティングは、非常に高い耐摩耗性を持ち、最適なプロセスの信頼性と最高品質の穴あけを可能にする。

　両社で共同開発した工具は、寿命を3倍以上の250穴に延長し、工具コストを半分以下に削減した。「基材、前処理、コーティングと最適な製品構成を開発するためには、緊密なパートナーシップは必要不可欠だった。このコーティングなしでは費用対効果の高い穴あけプロセスを生み出すことはできなかった」とプロジェクトに関わったC6 Composite Tooling社のテクニカルセールスの責任者であるセバスチャン・ヘルカート氏とエリコンバルザースのダイヤモンドカスタマーサポートの責任者のゲルハルト・ハーゲドーン氏の2人は話している。また、「この工具とコーティングがあれば、半自動ドリル送り装置でもCNCマシンでも、あらゆるアプリケーションに使用できる。もちろん、穴あけ加工アプリケーションの高い費用対効果や、迅速な工具交換などの加工時間にも満足している。これは我々の主な目標の達成に役立っている」とFACCのオートメーション技術者であるアンドレアス・メイヤー氏は話している。

C6 Composite Tooling社とエリコンバルザースでCFRP用穴あけ工具を開発

　エリコングループでは、今回採用に至った「BALDIA COMPOSITE DC」をグローバルで展開しており、日本ではエリコンジャパン バルザース事業本部（ https://www.oerlikon.com/balzers/jp/ja/ ）が窓口となっている。

admin 2022年2月9日 (水曜日)

大同特殊鋼、省エネ性、IoT機能を強化した多品種小ロット用熱処理炉

　大同特殊鋼（ https://www.daido.co.jp ）は、線材コイルや各種冷間鍛造品など多品種小ロット製品の多様な熱処理が可能な「STC炉」の第２世代「プレミアムSTC炉」（写真は第1世代）の販売を開始、宮崎製鋼から初号機を含む2基を受注した。

　プレミアムSTC炉は、精密炉圧制御機能等の複数の新開発機能を搭載することで、標準型STC炉（20t/チャージ）対比で燃料ガスの15%、窒素ガスの30%削減、操業時間の8%短縮を実現するとともに、処理に伴うCO2排出量の11%削減も達成している。

　また、計装システムのフルリニューアルにより専用Wi-Fiによるタブレット監視機能を標準化し、外部ネットワーク接続による遠隔監視機能もオプション設定することでIoT/User eXperience機能を強化している。さらに、熱回収の効率化により火炎温度が上昇することで増加する燃焼排ガス中に含まれるNOX（窒素酸化物）を低減させるNOXバスターTMを装備することで省エネ性と環境性の両立にも成功している。

 

admin 2022年2月9日 (水曜日)

住友ベークライト、めっきとの密着性を高めたフェノール樹脂材料

　住友ベークライト（ https://www.sumibe.co.jp ）は、めっきとの密着性に優れたフェノール樹脂成形材料「SUMIKON®PM-Plamecシリーズ」を開発した。

めっき加工したフェノール樹脂成形材料

　樹脂めっきではエッチング工程中に成形品表面へアンカーを形成させ、物理的に接合することでめっきとの密着性を確保するが、今回開発しためっき専用フェノール樹脂成形材料は、配合設計技術を駆使してアンカー形成に適した処方設計を実施することで、従来のフェノール樹脂成形材料に比べて約5倍の初期のめっき密着性を実現した。

めっき界面写真

　同シリーズは、自動車部品に要求される強度・剛性を備える「高強度」タイプ、高寸法精度を追求した「等方性」タイプ、低比重を狙うことでの「低コスト」タイプといったバリエーションを備えている。また、より高強度で耐衝撃性の高い長繊維熱硬化性樹脂成形材料にもめっき技術の適用を検討しており、ラインアップとして追加する予定。

フェノール樹脂成形材料の特性

　フェノール樹脂成形品とめっきとのマルチマテリアル化を可能とした同品は長期信頼性における品質を確保した上で、これまで樹脂代替が困難であった耐電磁波性や耐ガス透過性が求められる部品の金属代替用の素材として適用範囲の拡大を期待している。また、従来の金属部品から20～60％の「軽量化」が可能となることで、車両航続距離などのエネルギー効率改善を可能とする。 さらに、フェノール樹脂の寸法精度や耐熱・高剛性を活かして、加工工数削減やカラーレス化により低コスト化を図ることができる。

 

admin 2022年2月9日 (水曜日)