一般講演

自動車製造では軽量化やコスト削減のため、複数部品を一体化する傾向にある。それに伴い金型の大型化が進み、大型加工機の需要が高くなっている。
大型加工機で要求される加工は単純に機械を大型にするだけでは加工要求に応える事は出来ない。そのため、大型機特有の技術開発が必要となる。
今回は大型ダイカスト金型における鋳抜きピン穴加工についての取り組みを紹介する。

放電加工機における加工精度向上も含め、人件費の高等や人手不足から生産現場では、無人化・効率化が必要となっている。そこで当社の放電加工機における自動化技術について紹介する。

近年，工業製品の小型化・軽量化はますます進展している.各種デバイスに用いる樹脂部品を高精度に作成するためには精密で高精度な金型が必要であり，超硬合金製金型の細線ワイヤ放電加工技術の向上が求められる.しかし，超硬合金の材料組織と細線ワイヤ放電加工特性の相関は十分に明らかになっていない.そこで本研究では超硬合金の高精度細線ワイヤ放電加工技術の確立を目的とし，超硬合金の炭化タングステン粒径の違いが細線ワイヤ放電加工特性に及ぼす影響について実験的検討を行った.

過去の報告で、センシング技術を用い、金型負荷のばらつき低減や過負荷防止によって金型寿命を改善した事例を報告した。より精度良く鍛造成形中の金型破損部に加わる応力負荷を把握するために、ソフトセンサーによる金型破損個所の応力負荷状況の推定や、金型破損部位の隣接箇所に設置した高精度なセンサーを用いたセンシングの取組みを行っている。本稿ではこれらの生産現場における改善事例を報告する。

冷間鍛造で鍛造形成に接するダイスは、工業製品の精密化や被加工材の高硬度に伴い、長寿命化が望まれる。超硬は、高温化での硬度保持・耐摩耗性に優れる為、型材料として多く使われている。一方加工材料費が他の鉄鋼材質より高額となる為、より長寿命化が望まれる。その為、PVDコーティングなどの表面処理で更に型寿命を延ばしている。従い、型寿命向上の為には素材とコーティング膜、両面の理解が重要である。本稿では、異なる超硬材種へPVDコーティングした時の膜特性を評価し、材料種とPVDコーティングとの関係性があるのか検証した。

超硬工具寿命の延長、安定化のためには、工具材料の特性値向上が極めて重要である。しかしながら、一般的に材料の各特性はトレードオフの関係にあり、工具材料に求められる硬さと靭性を同時に向上させることは技術的に困難である。弊社では超硬合金を本質的に強化する特殊処理としてTS処理を開発し、金型への適用を開始した。TS処理を実施することで、未処理の素材に比較して硬さ、靭性、摩擦係数などの機械的特性値を同時に向上させ、工具寿命の延長、安定化が実現できる。その概要と高精度プレス金型への適用事例を述べる。

プレス金型製作における曲面隅部加工を安全かつ高速に加工する経路の実現に向け、加工点付近の切削状況を解析し、切削抵抗が均一になるように既存CAMの機能を使切り取組んだ事例を報告

日産自動車では金型加工の高精度高品質について取り組みを進めている。本報告は加工設備より各種情報をネットワークを通じ収集・見える化、及び加工品質との紐づけを行うことで不良につながる状況・原因を正確に把握し、それら情報を基に対策を打つことで、更なる効率化、精度向上を目指すものである。

現代の自動車は、より高い意匠性が求められる。そのため、車両外板のプレス金型においても、デザインに忠実な金型作りが重視されており、機械加工での小ピック化に取り組んできた。しかし、意匠面を小ピックに仕上げて、手で磨くとウネリ模様が浮かび上がってくる。 これは工作機械が切返す時にバックラッシュなどの影響で発生する、象限突起模様である。この模様がパネルに転写する為、除去に手磨き作業での時間が増加していた。この問題を解決するために、工作機械の電気的な補正を行い、模様が出にくい条件と方法を見出した。

三菱自動車工業ではプレス金型製作において「人にやさしい金型作り」を目指している。その中で作業者による手磨き工程を削減するため高精度、高品位な機械加工を追及している。加工面品質に悪影響を及ぼすムシレや面粗度向上に向け切削工具、加工条件等を見直した結果、手磨き以上の面品位を得ることに成功し、磨きレスを実現したので紹介する。

近年、当社では折り曲げ加工用金型の表面粗さについて鏡面レベルの厳しい要求精度が求められるようになった。試作部としては鏡面加工の実績はなく、当初は全て外注加工で対応していた。しかし、キャッシュアウト抑制と短納期製作を実現するために、鏡面加工を内製化する必要があった。一般的に表面粗さの規格が厳しい鏡面加工に対し、部内で保有するマシニングセンタを用いて切削加工のみで鏡面加工技術の確立をした取り組みを紹介する。

MOLDINOが考える磨き時間短縮を狙う加工面、加工方法及び工具を加工事例を含めて紹介する。

近年、生産現場の効率化手段として、現場が自らローコードでアプリを作成する市民開発手法が用いられている。市民開発は必要なツールを短期間で作成できるメリットはあるが、生産現場がツール作成に必要な知識を持たなければならないという問題がある。本稿では弊社での市民開発促進の取組とそれが実現できた環境整備の苦労、現場主体で開発した生産状況見える化の活用事例を紹介する。

熟練型設計者が退職し、徒弟制度的技術伝承からデジタルによる新たなナレッジ伝承の取り組みが始まり、製造現場の金型突発故障や部品不良のリアルな事象を製造現場センサで結ぶデジタルツイン設計を紹介する。

本論文では、スムーズなデジタルトランスフォーメーション（DX）のために業務プロセスの効率化とデータ標準化の重要性を探求します。DX推進時の課題として、非効率な業務プロセスや異なるデータシステムの問題を明らかにし、デジタル成熟度に基づいたアプローチを提案します。データ標準化、ワークフロー最適化、データ可視化の重要性を強調し、データ統合と相互運用性のための共通性と流通基盤の活用を提案します。さらに、人工知能や機械学習の活用による知識活用と業務プロセスの効率化、データに基づく意思決定の利点についても検討します。これらの戦略により、組織はDX課題を克服し、DXの成功へ導きます。

Hondaは、社会のニーズに応じて既存事業を転換・進化させ、従来のモビリティの枠を超えた新たな価値を創出することが求められている。金型製造部門もこれに対応し、既存業務の効率化および新たな価値創出業務へのシフトを進める必要がある。その一環として、金型設計の自動化に取り組んでおり、本稿では金型設計自動化に関する考え方と具体的な事例を紹介する。

近年の金型づくりでは、多くの情報を付加した3Dデータの流通が主流となりつつあるが、3Dデータに付加された情報をシステムの垣根を越えて伝達することは容易ではない。そこで当社の3次元CAD/CAM/CAEシステム『CADmeister』では、プロセス間のシステムに依存しない情報連携に対応した機能開発や各種自動化を推進している。今回は、プレス金型分野における設計及び検図の自動化、ソリューション及びデータ連携、情報活用といった各取り組みを通じて3Dデータ一貫での金型設計製作プロセスを説明する。

プレス金型業界では「3Dモデルと製作指示書」を組み合わせて自動車メーカーから部品サプライヤーへ製作指示を行っている。この製作指示は自動車メーカー間で不規則かつ統一性が無いため、部品サプライヤーは仕様の読み解き・解釈や問い合わせ確認する無駄な工数・リードタイムを負っている。その結果、商品・技術力向上や人材育成のリソースを創出できない課題がある。そこで、業界横断の競争力強化につなげるべく、「3Dモデルおよび金型製作仕様のガイドライン制定」の取り組みを紹介する。

現物パネルの寸法測定結果は，自重変形量とスプリングバック変形量の2つが混在している。現物測定結果とFEMの計算結果を比較する場合、FEMで自重分も考慮しているが、自重計算の精度を把握しないまま比較を行っていた。特に剛性が低い部品は、寸法精度における自重の影響が大きいと推定したため、自重計算精度を把握することが重要と考えた。本報では、現物を用いてFEMの自重変形計算精度を確かめる手法を考案したので報告する。

SUBARUが目指す「モノづくり革新」と「価値づくり」。デジタル世界と現実世界をつなぐ為の地道な努力の末に、「モノづくり革新」と言える画期的なスクラップ落下シミュレーションを開発する事ができました。それを「価値づくり」へと発展させるためには、ユーザーエクスペリエンスが最重要と位置付け、ASTOMと共に開発を継続しています。 「価値づくり」とは「仲間づくり」、ASTOM×SUBARUで生み出す新たなシナジーについても触れたいと思います。

マツダはクルマのボディに高強度材の適用を推進し、軽量化と高強度・高剛性の両立を図ることで、「走る歓び」を通じた移動体験の感動を提供し、安全・安心をお客様にお届けすることで企業理念を実現していきたいと考えています。本講演では、1.5GPa材の導入事例を通じて、モデルベース開発を基本としたプレス領域の量産準備業務プロセスのうち、机上での良品条件の造り込みについて紹介します。

近年金型加工業界においても加工の集約化が進んでおり、多様性を持ちつつも高い生産性を維持できる同時5軸加工機が採用されている。 門型5軸マシニングセンタの優位性と活用方法、連続5軸加工においての位置精度向上の取り組みを紹介する。

企業では脱炭素社会の実現に向けた取り組みへの強化が求められているが、新しい加工方法の創造などはハードルが高く、即効性の効果が低い。Green Smart Machineの見える化による、消費電力を抑える金型加工の取り組みについて紹介する。

微細精密金型の切削加工において、NC装置の高速・高精度輪郭制御は欠かすことのできない機能であるが、最適なパラメータの選択や、主軸回転数、切削送り速度等の加工条件は加工技術者の経験則で決めていた。そこで当社では熟練技術者の知識や経験を定量化して、加工条件決定の作業量を軽減するためのアシストツール「SMART-Simulation」の活用事例を紹介する。

レーザークリーナーには、主に連続発振（CW発振）・パルス発振（MOPA構造）の2種類の発振方式がある。それぞれの特徴と、各種金型への活用方法及び、加工事例による改善内容を紹介する。ブラスト加工や、ドライアイス洗浄の代替え技術として、各種メディアを取りそろえる必要がない環境に配慮したクリーニング処理として、幅広く活用が始まっている。　

欧米で一般的な高張力ハイテン成形金型の高寿命化対策で利用している加速試験機を使って、金型向けコーティングの寿命評価を実施した。本評価法を用いて窒化、ショットピーニング、磨き処理などの処理がコーティング寿命に及ぼす影響を確認する。実際のプレス現場での寿命試験はリスクが高い。本報告で使用している加速試験機を用いることで、プレス環境に適した膜の選定が可能となる。

ハイテン材の普及による搬送装置の摩耗問題に対し、耐摩耗に優れた材料、表面処理により一定の効果が出ている。これを応用し、プレス部品製造ラインの様々な設備で発生している摩耗対策を実施してみた。その結果から、ラインのダウンタイム減少と、生産性向上を目指した取り組みを紹介する。

現在、自動車プレス加工において、ハイテン材の高強度化が進み、成形時に金型に掛かる反力は増加傾向にある。成形工程に使用されるカム加工においても、摺動部に高い面圧が掛かる。そうした摺動面では摩耗が急速に進行し、カム加工におけるパネル品質への影響、及び早期メンテナンスが懸念される。本報告では、こうした課題に対応する高負荷対応の特殊銅合金鋳物をカムの摺動部に使用し、耐摩耗性とパネル品質への影響を調査した。

非接触3次元測定機は製造業で広範囲に使用されつつあり、プレス成形パネルの不具合「形状変形」に対する検査、見込み修正技術への向上に大きく寄与できているが、ワレ、しわに対する「成形性」に対しては、まだ充分に活用できていない状況と伺うことが多い。本稿ではプレス成形パネルのワレ、しわ「成形性」評価に非接触3次元測定機を有効的に活用する例を紹介する。

SUBARUでは、BEVをはじめとする今後の開発車に向け、開発期間短縮、コスト削減、高難易度意匠の実現を目指している。プレス部品では外観対策が日程・コスト両面で課題となり、この要因として外観評価の官能評価への依存が挙げられる。本研究では、3次元測定機を用いて外観データを数値化し、官能評価との相関を分析して評価基準を確立した。これにより、新型フォレスターにおいて外観課題を早期解決した。本講演では、この取り組みと成果を報告する。

人手不足を補い、不良を未然防止するには熟練技術者の五感に頼らないセンサが必須の時代となる。本講演において次世代向け最先端の無線式金型センサと、センシングによる予兆監視とそのデータ評価システムを紹介する。

ダンボール紙のような空隙のあるコルゲートクラッド容器の作製を行った。コルゲート形状を成形するため、ダイスの肩部に隙間なく鋼球を配置したローラボールダイを試作した。通常のダイスと組み合わせた複合ダイスを用い、一回の工程による同時成形によって五層のコルゲートクラッド容器の成形を行った。ブランクは、厚さ0.3ミリの極低炭素鋼板と純チタンである。クラッド容器の成形を行い、容器の成形性、板厚分布、強度、残留応力分布などの評価を行った。成形した容器は、壁割れや底割れの破壊はみられず、良好な成形性が得られた。

製品の高意匠化に伴い、アウター部品の深絞り化が加速しており、成形性および品質の保証が困難になってきている。従来は固定の下型を用いる工法が一般的であったが、それでは対応できない意匠に対して、下型を一部可動させることで材料の動きをより制御しやすくし、高意匠を実現できる工法を開発した。この工法は高意匠実現を目的としているが、付随して型補正も容易になるという利点がある。本報告では、その工法と型構造の概要について説明する。

型成形に対し少量生産に適した工法としてインクリメンタル成形に着目した。プレス外板部品の造形自由度向上を目指し、FR FDRへの追加工に取り組んだ。本報告では、外板に適した加工条件を検討し、実部品にて検証した結果を紹介する。

ダイカスト金型の熱間ダイス鋼SKD61においては、耐ヒートチェック性などの金型性能を向上させたSKD61改良鋼の採用が進んでいる。しかしながらSKD61改良鋼は、従来のSKD61と比較してSi量を低減したことが一因となり、大幅に難削化していることが問題となっている。また近年のダイカスト金型は大型化も進んでおり、深部の加工が増えつつある。本講演では、上記のような難削材や難加工において高能率加工を実現する高送り工具TR2Fを紹介する。

海外を主としてEV車市場の急拡大に伴い、軽量化・コスト低減を目的に、車体構造部品のダイカスト一体成形技術が急速に発展している。鋳造部品の大型化に伴って金型の大型化と、その熱処理課題の解決も必要とされている。当社では、中国で先行した一体成形用の大物金型の量産製造において、最適な特性を備えた金型材料（DAC-i®）を投入、大型炉設備の導入と併せて過去からの知見と熱処理CAE等も活用して安定した熱処理品質を担保するための取組みを行なってきた。その概要について報告する。

ギガキャスト市場に向けて開発を進めてきた新商品群と共に、MOLDINOが提案するトータルソリューションを紹介する。また大型化するダイキャスト金型の直彫り加工における各種課題（高機能材による難削化、広範囲な加工、極めて深い加工、磨きの高度化）にそれぞれアプローチする方法について詳しく説明する。

金型の長寿命化を目的とした超硬金型が広まりつつある。放電加工が主流である一方で、加工時のマイクロクラック等の発生により本来の耐久性能を引き出す事が難しいとされている。本報告では切削工具による直彫り加工に焦点を置き、PCD(多結晶ダイヤモンド焼結体)工具を用いた事例と共にその能力をご紹介させていただきたい。

金型の補強や修理を目的に古くから行われてきた肉盛り溶接。この溶接部の切削加工には当たり前のように高硬度鋼用エンドミルが推奨されてきたが、思いの外刃具寿命が良くなかった。本報告では、肉盛り溶接部の切削においても安定加工を実現するアディティブ・マニュファクチャリング用エンドミルによる加工事例と、安定加工を実現できた要因について紹介する。

近年、成形品の生産コスト低減や高機能化を目的に金型寿命の延長や寸法精度の向上、良好な加工面品位などが高いレベルで求められている。それに伴い、金型材料に使用される鋼種も45HRC以下のプリハードン鋼から60HRC程度の焼入れ鋼、さらに高硬度化した高速度工具鋼などに変化してきている。そこで当社では、このような要望や変化に応えるべく新たに次世代超硬合金を開発したため、それを用いた最新工具による加工ソリューションを紹介する。

金型加工の高精度化・高品位化の進展により、エンドミルの高精度化が求められている。近年では、エンドミルの外径、R精度など寸法精度を保証したエンドミルが市販され使用されている。弊社では永年の切削工具のモノづくりの技術を生かし、新たなフローティングチャックシステムを適用した、エンドミルなどラウンドツールの外径レーザ測定器とR面、C面、ステップ長、ステップ角度などの寸法を高精度・高能率に研削現場で測定できる回転投影画像測定器を開発した。その特徴とこれを用いた高精度エンドミルの製造技術について述べる。

本講演では、低～中硬度の金型用鋼材加工用に特別に設計された先端フラット面付きエンドミルについて詳しく解説します。この独自のエンドミルは、底面仕上げの難さがある硬さ40HRC以下の金型材に対し、従来と異なる切削挙動で仕上げ加工ができる新開発の刃形状としています。具体的な実験データと共に、この技術が磨き工程の省力化または省略を実現し、生産効率と製品品質の両方を向上させる方法を提案します。

ものづくりの課題として働き方改革や少子化によって人員が不足しており、自動化や省人化が急務となっている。また、物価高騰などからコスト削減の要求も高まっている。これらの課題に対し、精密プラスチック金型で多く使用されるSUS420系 焼入れ鋼への切削加工で従来比2倍以上の長寿命な性能が得られる小径ボールエンドミルを開発した。同工具を活用し使用本数や工具交換回数の削減、工具交換による加工段差の抑制、CAMデータ作成時間短縮などに有効活用できる。本稿ではその活用方法について具体的な事例を用いて紹介する。

近年、金型製作では生産効率の向上や短納期化が目標に掲げられているが、より精密化・微細化していく金型を高能率に加工するのは困難である。しかし、高能率加工の需要はますます高まっており、小径工具の機能や特徴を十分に活かした加工が求められる。本講演では、小径ラジアスエンドミルによる高能率加工を実現するための加工方法について提案する。

工具刃先形状を考慮した切削解析ソフトウェア「Toolyzer」の切削条件最適化機能を紹介し、本モジュールによる切削環境のデジタルツイン環境を構築した事例を紹介します。

代表的な難削材料である金型材料の機械加工では高精度加工や高効率加工の実現が企業間の競争力の源泉となる。本報告では近年進捗が著しい切削加工CAEシミュレーション技術を金型加工分野に適用した事例について報告を行う。近年のトレンドであるデジタルツインの実現に向けてCAD/CAMによる幾何形状のデジタル化のみではなく、CAEによる加工される材料特性を考慮したデジタル技術について報告を行う。

CAMシステムで算出した加工見積時間と実加工時間の誤差や、加工後に加工不良が発覚するという課題がある。その原因の一つとして、CAMシステムが実際の工具軌跡を事前に算出できないことが挙げられる。CNCシミュレータとCAMシステムを連携することで、上記課題を解決できるという仮説を立て、検討及び検証を実施した結果、仮説通りの結果が得られた。今後はこれらを組みわせ、NCデータ作成の手戻りと加工不良を最小限に抑えるシステム構築を目指す。

加工セットアップや素材設定などCAMの準備に必要なCAD作業を、テンプレートとパラメトリックテクノロジーを用いて自動化を行い、CAM演算の自動化や機械シミュレーションと合わせて、設計からのデータの読み込み、NC作成までのトータルなCAM自動化をご紹介いたします。入れ子部品やプレス金型小物部品加工、大物金型加工の標準化など効率化が難しいCAMデータ作成に有効なご提案をいたします。

微小線分指令による加工プログラムにおいて，ブロック間の方向変化角が大きいと誤差，振動が発生する.CNCは，それらを低減させるためブロック間で減速する.その結果，速度が下がる.そこで，テストプログラムによって角度トレランス（コーナで減速しない方向変化角）を求め，CAM-TOOLの構造点再配置の角度トレランスの設定を利用してプログラムを作成する.そのことによって，高速加工を実現する.

型製作にて更なるリードタイム削減が求められており、穴加工の工数削減が大きな課題となっている。CAM-TOOLでは、プレートの穴加工以外にも人が付いて加工することが多い三次元形状の穴加工に対して無人で穴加工ができる加工データ作成の自動化に取り組んでいる。今回、自動化を実現するCAM-TOOLの穴加工機能について紹介する。

近年、金型部品の水管にAM技術の適用が検討されており、三菱電機ではかねてよりダイカスト金型のスプルーブッシュへの適用を提案してきた。本発表では、ワイヤ・レーザ金属3DプリンタAZ600(DED方式)を用いたAM工法で製造されたスプルーブッシュの実用に向けて、アーレスティでの実金型にて性能評価を行った結果を報告する。

金属3Dプリンターで作る部品には、変形させようとする大きな応力が残っており、金型のような高精度加工を行うのは困難であった。当社の独自技術であるSRT法はその残留応力を解放して、部品が変形することなく積層造形を進められる。同時に、装置内にある主軸を用いて積層造形中に切削加工を行うことで、金型にも使用できる高精度な加工が実現できる。本講演ではSRT法の仕組みとその加工事例を紹介する。

現在，金属AM造形技術によって曲がり穴や内部空間を有する部品の造形が可能となり，金型やタービンブレード，油圧部品における流路として必要とされている.しかし，金属AM技術によって穴形状を造形する際，積層時下向きに造形されるアンダースキン面に他の面と比較して表面粗さが極めて大きくなる.また大きな表面粗さは穴内面強度の低下を招く.本研究ではAM曲がり穴内面の面粗さ低減を目的として，電極球と柔軟に変形する箔部から構成されるつり下げ電極を用いた放電加工による内面仕上げの可能性を検討した.

金型の競争力向上を実現するため金型を使用する製造ラインへの貢献も含めた付加価値のある金型が求められている。軽量化によるリスクレスや保全性を良くしたメンテナンスレス等を金型で実現するアイテムとして進化が著しいAM技術の活用がその一つと考える。本報告では金型でのAM技術活用による嬉しさや樹脂型における軽量化で取り組んだ事例の一部を紹介する。

超硬合金は硬度を上げると靭性が下がるという基本特性を持つ。しかし、ユーザーが求めているのはより硬く、より壊れにくいという特性を持た素材である。この相反する特性を両立させる方法はないかと考え、異なる特性を持った超硬素材を組み合わせて一体焼結させた「ハードロイグラデーション」を開発した。もともとこの技術はあったものではあるが、従来よりも低コストで提供できることが大きな特徴である。

加速化する人手不足の中で、品質・コスト・納期を確保した金型製作が求められている。従来はベテラン技術者の知見に依存していた業務をデータで可視化し、技術の伝承を行うとともに、最適化を図る必要がある。この課題に対し、樹脂成型不良の要因特定と対策プロセスへのデジタル活用案について論じる。

プラスチック製品を生産する射出成形において, 品質の作り込みのために金型内部での樹脂の挙動を把握することが重要とされている. 本講演では逐次データにより, 樹脂流動解析結果にセンシングデータをフィードバックすることで金型内部の状態推定を行う方法について発表する.

近年、樹脂射出成形金型の生産能力向上の取り組みの中で、金型の離型時に発生する不具合要因の特定と考察を可能とする解析への期待が増えている。特に、キャビ取られや突出荷重バランス、アンダーカット処理に対応した複雑なスライド機構の検証などの要求が高い。CAE技術により可視化した離型工程解析の開発技術と取り組みを紹介する。

マツダでは「CAR as ART」を掲げており、生命感を表現した「魂動デザイン」を忠実に再現するために、マザーツールである金型の高品位化に取り組んでいる。昨今では、自動車の機能進化を実現するために従来と比べて複雑な製品形状が付与されるため、さらなる品質と効率を追求した金型製作が求められている。弊部で製作するバンパーフェース金型において、製品設計領域への参画による効率的な製品形状への改善と切削加工の高精度化を通じて、品質と効率の向上を両立した事例を紹介する。

深い歴史がある「ねじ」。このねじの検査を怠ったことによるトラブルが起きている。ねじの基本から、ねじ検査用ねじゲージについてまで、いまさら聞けないねじについて基礎の基礎から説明する。

近年，製品の軽量化や断熱性の向上を可能とする発泡成形が注目を集めており，車載分野や住宅分野での適用が期待されている。一方，製品外観面に発泡痕が浮き上がるスワールマークという外観不良が問題となっている.そこで，金型の昇温と降温を1サイクル内で行うヒート＆クール法を応用し，加熱と樹脂内圧により製品外観部のスワールマークを消すことができるのではないかと考えた.本稿では，ヒート＆クール法を用いた実験結果を記載するとともに，スワールマークへの有用な手段としてヒート＆クール法を提案する。