異種材料複合化技術
私たちが取材してきました!
みちのく仙台ORI☆姫隊

業態/電子部品製造

ヤマセ電気株式会社

TOHOKU
レーザを活用した異種材料複合化技術の開発
レーザを活用した異種材料複合化技術の開発により、価格低減と工程数の削減を実現。これまでのネジや接着剤といった材料を使用しないため、自動車の「軽量化」「小型化」「部品点数削減」「工程削減」が同時に進むこととなった。

事業名:レーザを活用した異種材料複合化技術の開発

自動車には、オーディオ、ナビゲーションシステム、ETCシステムなどさまざまな搭載品があり、その数が増えつづけている。車載用複合部品の筐体等の結合には、これまでネジや接着剤といった材料が使用されており、価格低減と工程数の削減が課題となっていた。その課題解決のために開発したのが、レーザを活用した異種材料複合化技術。これは、金属表面にレーザ光を照射することで生成した起伏の激しい面に、溶融させた異種材料を充填・固化させて強固に一体化するもの。これにより、自動車の「軽量化」「小型化」「部品点数削減」「工程削減」が同時に進むこととなった。

取り組みのきっかけ

レーザ処理した面

同社では以前からさまざまな接合技術を研究していた。そんな今から10年ほど前に、二つ折り携帯電話の金属筐体モデルの製作を請け負い、そのモデルに顧客のロゴを表示する手法として、同社が保有するレーザマーカーの使用を試みた。その際、設定条件を誤り非常に汚い処理面となってしまう。しかし、失敗に終わった処理面を拡大して観察した際に、それが実は"引っ掛かり"の大きい面でもあるということに気付き、この"引っ掛かり"を利用することで材料同士を強く結合できるのではないかと考えたことから研究がスタートした。

取り組みの成果

作業風景

レーザ処理した面への樹脂の充填方法を最適化することで、部品材料の大幅な軽量化を実現。金属で構成されている部品を、金属と樹脂の複合部品に置き換えた場合、金属単体での構成重量に対し「重量比30%低減」を達成した。また、レーザ照射による処理パターンやレーザ機器、光学系、処理プログラムなどの最適化を実施したことで、レーザ処理時間を従来の60%以下に低減。低コストでの生産と提供が可能になった。これらにより、軽量化やコスト削減に注力する車載メーカーなどからの引き合いが相次いでいる。

支援活用・販路開拓

研究開発の様子

同社がサポインに採択される前の研究開発は、1日の生産が終わった製造現場の機械を使って行われていたため進捗が良くなかった。しかし、今回サポインに採択され、国費が出たことで、研究開発用の機械の導入が実現。いつでも自由に使えるようになったことで、事業化に向けた研究が大きく前進することとなった。今後は、成果物である車載用複合部品のモデルを活用し、自動車メーカーや車載部品メーカーへの技術提案を進めていく。また、販路拡大に向け、他の製品分野に対しても多角的な技術展開を図っていくという。

今後の展望

菱沼社長インタビュー

同社では、金属と樹脂の接合技術に加え、新たに採択されたサポインにおいては、非常に軽量で強度の高いCFRP(炭素繊維強化プラスチック)と金属を一体化させる技術の研究を行っている。今後は、これまで培ってきたこれらの技術を結集して、自動車のさまざまな部分の部品材料を生産・提供していきたいという。また、接合技術は、最終的な形が決まっているわけではない"要素技術"であるため、活用の場は至る所に存在する。将来的には、同社の中核製品である自動車関連部品に止まらず、多彩な分野で貢献していきたいとしている。

ヤマセ電気株式会社

ヤマセ電気株式会社

開発・設計から金型、部品製造、完成品までの一貫生産を確立する、電子部品・機械器具の製造メーカー。 4社 6工場でヤマセグループを結成。それぞれのコア技術を活かして、自動車関連部品を中心とする高品質・低コストな委託生産を行っている。

代表者:代表取締役社長 菱沼 厚

本社所在地:〒981-4122 宮城県加美郡色麻町四竈字はぬ木町154-1

みちのく仙台ORI☆姫隊

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2011年7月、宮城県内被災地の小中高生が集まり立ち上がった復興支援アイドルグループ。 ご当地アイドルコンテスト日本一を3回受賞。環境省より「東北の絆」感謝状受賞。被災地の環境保全、子どもの防災減災教育活動も行う。ベトナム、フランス、台湾、タイへ行き、宮城、東北、日本を世界へ情報発信している。