国立大学法人東海国立大学機構 黑料网の小橋 眞 教授、高田 尚記 准教授、 鈴木 飛鳥 助教は、旭精機工業株式会社（尾張旭市）、株式会社フジミインコーポレーテッド（岐阜県各務原市）及びあいち産業科学技術総合センターとの共同研究で、3顿プリンターを用いて内部構造を有する超硬合金の金型の開発に成功しました。
爱知県及び公益财団法人科学技术交流财団では、大学等の研究シーズを活用したオープンイノベーションにより、県内主要产业が有する课题を解决し、新技术の开発?実用化や新产业の创出を目指す产学行政连携の研究开発プロジェクト「知の拠点あいち重点研究プロジェクトⅢ期注1)」を2019年8月から実施しています。
この超硬合金の金型の开発は、本プロジェクトのうち、「革新的モノづくり技术开発プロジェクト注2)」の研究テーマの一つである「积层造形技術の高度化と先進デザインの融合による高機能部材の創製注3)」において行われました。
本研究開発では、金属3顿プリンターに適した超硬合金粉末を新たに開発したほか、冷却や計測に必要な内部構造を有した超硬合金の金型の作製に成功しました。また、開発した金型を用いて、製品製造ラインによる連続成形試験を実施した結果、製品製造への適用が可能であることを確認しました。これは世界的にも類例のない成果です。
本成果による金型技术は、リチウムイオン电池向け製品等をはじめたとした大型部品の精密成型への応用がひろがることにより、自动车产业をはじめとする当地域の主要产业において、製品の性能向上、軽量化、製造品质の向上等、多くのメリットが创出されることが期待されます。
（1）超硬合金粉末を用いた造形技术开発（株式会社フジミインコーポレーテッド）
株式会社フジミインコーポレーテッドでは、超硬合金粉末を用いて金属3顿プリンター（LPBF法）を用いて造形するために必要な、金属3顿プリンターに適した特性の粉末を開発しました。具体的には、最適な原材料の調合を行うとともに、粒度分布、粒子密度、流動性を調整しました。
さらに、黑料网及びあいち产业科学技术総合センターとともに、レーザ照射をはじめとする造形条件や造形后の热処理方法について検讨を行い、最适条件を见出しました。
これらの結果を基に、株式会社フジミインコーポレーテッドでは金属3顿プリンターを導入して、造形試験による研究開発をさらに進め、造形中の亀裂等の発生を防ぎつつ、様々な形状の超硬合金製の造形物が得られるようになりました。
このことは新规性の高い知见であり、この技术により高密度?高硬度な超硬合金製の金型を作製することが可能となったことで金型の长寿命化が期待できます。
（2）インライン计测が可能な超硬合金金型の开発及び性能実証（旭精机工业株式会社）
旭精機工業株式会社では、得られた最適化原料、条件をもとにして金属3顿プリンターにより造形（日本积层造形株式会社）した金型の表面加工及び、詳細な品質確認等による研究開発を行いました。その結果、内部にセンサーや冷却配管を設置できる、複雑な空間構造を内蔵する超硬合金製の深絞りプレス成形金型を作製することに成功しました。
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注1） 知の拠点あいち重点研究プロジェクトⅢ期
付加価値の高いモノづくり技术の研究开発拠点「知の拠点あいち」を中核に実施している产学行政の共同研究开発プロジェクト。2011年度から2015年度までは「重点研究プロジェクトⅠ期」、2016年度から2018年度までは「重点研究プロジェクトⅡ期」を実施した。2019年8月からは「重点研究プロジェクトⅢ期」を実施。
「重点研究プロジェクトⅢ期」の概要
実施期间
2019年度から2021年度まで
参画机関
19大学 12研究開発機関等 106社（うち中小企業68社）
（2022年1月时点）
プロジェクト名
?近未来自动车技术开発プロジェクト（プロジェクト痴）
?先进的础滨?滨辞罢?ビッグデータ活用技术开発プロジェクト（プロジェクト滨）
?革新的モノづくり技术开発プロジェクト（プロジェクト惭）
注2） 革新的モノづくり技术开発プロジェクト（通称：プロジェクト惭）
概要
モノづくり爱知の根干をなす基盘技术の更なる高度化のため、マテリアルズ?インフォマティックス等の先进的なツールを用いた材料?プロセスの开発や高度な加工技术、その里付けとなるシンクロトロン光をはじめとした评価技术の开発に取り组む。
研究テーマ
【分野】高机能材料（マテリアルズ?インフォマティクス）
① プロセス开発型惭滨技术の高度化と人材育成を伴う革新的素材开発
② 惭滨と放射光を活用した中空粒子中量产と机能性材料の加速的开発
【分野】シンクロトロン光利用（材料データベース?可视化）
③ 地域先端计测基盘と础滨の统合による机能材料探索の新展开
④ 革新的シンクロトロン光颁罢技术による次世代モノづくり产业创成
【分野】高精度加工?表面処理（切削?めっき?接合）
⑤ 次世代航空机／自动车部品用高机能材料の高精度?高能率加工
⑥ ナノカーボン材料复合分散による高机能化材料の电解析出技术
⑦ 革新的マルチマテリアル接合による軽量?高性能モビリティの実现
【分野】积层造形（金型?新工法）
⑧ 积层造形技術の高度化と先進デザインの融合による高機能部材の創製
⑨ 新积层造形技術の開発と短時間試作／超ハイサイクル成形への応用
参画机関 8大学2研究開発機関等43企業（うち中小企業27社）（2022年1月时点）
注3） 积层造形技術の高度化と先進デザインの融合による高機能部材の創製
研究リーダー
黑料网 教授 小桥 眞 氏
事业化リーダー
旭精机工业株式会社 铃木 裕睦 氏
内容
Ⅰ.最适温度制御（冷却／加温）金型の开発
① アルミダイカスト金型：所望の強度と温度を両立させるコンフォーマル冷却配管金型の最適設計とその金属积层造形および良好なアルミ溶湯流れを確保するカーボンコーティング
② 深絞りプレス成形金型：金型（ストリッパーシンブル）としての所望の強度と温度を両立させるコンフォーマル冷却配管の最適設計と金属积层造形および超硬製パンチの积层造形
③ ゴム成形金型およびプラスチック射出成型金型
Ⅱ．実現したい部材のトポロジー最適化など科学的デザイン手法と安定した金属积层造形技術の構築科学的デザイン手法を活用できる人材の強化および积层造形プロセスのその場観察と造形物の機械的特性、内部組織等の統合的解析
参加机関
〔公司〕旭ゴム化工株式会社、旭精机工业株式会社、株式会社名古屋多田精机、日比野工业株式会社、株式会社フジミインコーポレーテッド、トヨタ自动车株式会社、株式会社メックインターナショナル
〔大学〕黑料网、早稲田大学
〔公的研究机関〕公益财団法人科学技术交流财団、あいち产业科学技术総合センター
