第26回日本ものづくりワールドを見るため東京ビッグサイトへ行ってきました。
本田技研早期退職グループのシオハウスさんからお誘いがあり
「怪我で仕事できなくてヒマでしょう。機械要素技術展でも見にいきなさーい」と促され
仕事を投げ打って最終日の今日に間に合いました。
今回は出展社数２２３０社ということなので８時間かけて見て回っても1社当たり12秒しかかけられません。
広い会場なので全社素通りして歩くだけで終わってしまう出展数です。当然全部見るのは不可能なので
分かりにくい分野を飛ばして興味あるとこだけ厳選してみて回りました。
製造技術の一部だけですが、見たことを箇条書きに説明します。
３Ｄ金属積層造形 以前３Ｄプリンターは実物の材質までは実現できないと書いたことがありましたが、2001年ころにレーザー照射熱で金属の粉体を溶融する技術に成功したらしく、
樹脂を積層して立体模型を作る３Ｄプリンターと同様に金属粉末を焼成して造形する装置が既に実用化されていました。
偶然にも高専の卒業研究は粉末冶金をやったので、鋳造鍛造と違った金属結合については理解していました。しかし、レーザー溶接とプリンターの技術を導入することでこれだけ自在な成形が可能になるとは夢にも思わなかったことです。
実用化されている部品の一つ
航空機用の主翼に使うフラップのヒンジだそうです。
材質はチタン製
チタン２種でも６４チタンでも出来るそうです。
航空や宇宙開発の方が強度と軽量が必要な分野なので、早く導入されたようです。
アルミだとＡＤＣ１とＡＤＣ３ ダイキャストと同様です。
ステンレスや炭素を含まないスチール
ブロンズ（青銅）
耐熱材のインコネルや超硬のコバルトクロム
１８ゴールドやシルバーも実用化されているようです。
スチールにカーボンの含有が不可の理由は上手く溶け合わなくて欠陥になるそうです。
したがって炭素鋼の３Ｄ積層は今のところ不可なので鉄鋼の熱処理品はできないですが
チタンやコバルトクロムで代用すれば、中強度の部品であれば実用可能ということになります。
ジェットのノズルみたいですが複雑な集合パイプです。
材質はチタンで肉厚は１ｍｍくらいです。
均一ですごく軽いです。
造形品はＣＡＤデータで設計されたものを基にしており、モデリングや金型製作のような工程は一切ありません。
チェーンのように連結された造形も３Ｄならではの作りではないでしょうか。
粉末の中に浮いた固形物を表現すれば接触していないリング状のものを組み合わせることが出来る例です。
もちろん連結には組み立ても溶接もありません。３Ｄ積層だけでできています。
レーザー溶接とマイクロプラズマ溶接
これは画像はありません。溶接痕が見えないくらい小さいので、例えば平板を巻いた円筒の繋ぎ目が見えないくらい滑らかだからです。
最小で０．１ｍｍ厚の金属の板を突き合わせ溶接できるというのです。
ＴＩＧ溶接との違いは、溶接電流１０Ａ以下になると溶接できないのに対して１Ａの電流でも安定したアークが得られることにあります。しかも熱影響深さが０．１ｍｍという極薄で溶融できるので、焼けや熱歪みが発生しにくいことも上げられます。
微小部分の溶接のため接合部を拡大鏡で見ながらの作業でした。
うちでは０．８ｍｍ以下の薄板は難しいので溶接しないですが、レーザーかマイクロプラズマ溶接機があれば出来るかなと思い、値段を聞きましたら
レーザーで１千万円、マイクロプラズマの安いタイプで３５０万円ということでした。
高度な溶接技術にはお金がかかるということがわかりました。
マシニング切削
今回の機械要素のブースは３Ｄプリンター関連のものが大半を占めていて、機械切削の分野は影を潜めてしまった感じがしますが、とんでもありません。
超絶切削加工は健在です。
チタンの塊から削りだされた王冠
５軸の加工機を駆使して作られたオブジェですがコストを度外視すればここまで出来る技術力を宣伝したものです。
機械加工ですからワーク（加工物）をチャッキングしなければ切削できません。
ツールの移動する軌跡も不思議ですが
最後の加工ではどのような方法でワークを固定したかが謎のワークでした。
球体のマシニング切削するときのチャッキング方法は教えてもらいましたよ。
これはプラモデルですが、キットの組み立てではありません。
おそらくゴムタイヤも切削ですが
車体もガラスもマシニング切削による
モデルだそうです。
艶出しは研磨です。
ステンレス加工で電顕の筒の部分だそうです。
マイナス１０気圧の真空で気密を保つため筒内部にアクセスするツールは全て丈夫なフランジ付きです。
電顕の中で差し込まれたパイプはＴＩＧ溶接されています。
穴から手を入れて溶接するそうです。
熟練だねー
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