2012年,加工技术领域的开发趋势变得更加明确。那就是“轻量化”。在2011年日本大地震后,与能源紧缺相关的话题持续升温,消费者的节能意识不断提高。在销售一线,出现了“不节能,产品就卖不动”的情况。在这一背景下,能够实现轻量化的加工技术获得了比往更高的关注。
其中,推动相关开发的是汽车业。由于轻量化对提高燃效的贡献度较高,因此越来越多的汽车厂商对部件厂商提出了数值化、比如10%等的轻量化必达目标。
在这种情况下,出现了大幅轻量化的实例。比如,日本KOIWAI公司(总部:神奈川县秦野市)以积层模具铸造技术“KOIWAI法”为武器,不断获得了订单。该公司制造出了比钢制现行产品减轻45%的汽车铝合金副车架,以及减轻40%的摩托车油箱架,获得了汽车厂商等的极大关注(图1)。该公司通过用快速成型(RP)技术制造芯子后与低温模具组合,铸造出了壁薄且中空一体构造的副车架。
图1 减轻40%的大型摩托车油箱架
宇部兴产机械(总部:山口县宇部市)开发出了对轻量性出色的树脂(玻璃用途的树脂产品)实施成型的技术,作为选配功能配备在了全电动式射出成型机上(参阅本站报道)。该技术组合使用使模具旋转机构与锁模力多级控制技术,对刚刚向模具射出的熔融状态的材料实施冲压。这样便可减薄聚碳酸酯 (PC)树脂的壁厚,实现比玻璃减轻7成的轻量化。除车窗外,该技术还瞄准镜头盖及仪表盖等用途。
上述两者是部件成型方面的技术,也有通过在接合技术上下工夫来实现轻量化的技术。比如,京浜精密工业(总部:横滨市)开发的、不使用螺丝等坚固件即可将两个金属部件强力接合起来的技术(参阅本站报道)。具体来说,就是将圆棒状部件(轴部件)插入另一部件的孔状部分,通过使其中较软的部件发生塑性变形来获得机械性结合力。这样便可省去坚固件,有望减轻20%的重量。
在纤维增强树脂基复合材料领域,因环境负荷轻和轻量化效果大,相关厂商正在加快开发将废弃的天然纤维用作强化材料的技术。丰田在高级车型的发动机罩方面实用化的,是利用从甘蔗渣提取的纤维(蔗渣纤维)进行了强化的聚丙烯(PP)成型品(图2,参阅本站报道)。相关技术由小岛冲压工业(总部:爱知县丰田市)和小岛集团旗下企业内浜化成(总部:爱知县丰田市)开发。与原来的滑石粉纤维增强PP相比,不仅重量轻2成,而且还使用废弃材料,成本也较低。
图2 用蔗渣纤维增强PP成型的发动机罩。比滑石粉纤维增强PP轻2成。
加工技术是日本制造业的优势之一。今后将会有越来越多的日本厂商积极利用出色的加工技术,开发出具有革新性的产品。