成形技術の極限を超える
ー 軽量自動車部品の成形 ー
塑性加工研究室
教員 教授 森謙一郎，講師 安部洋平，助手 前野智美
学生 修士2年：7名（1名留学生），修士1年：7名
ー
軽量自動車部品の成形
100kg軽量：1km/l燃費向上
軽量材料の成形
z 超高張力鋼板，高張力鋼板
z アルミニウム,マグネ,チタン
z 接合，材質改善
材料比率
高張力鋼
36.4%
超高張力鋼12.8%
軽量化部品の成形
z 中空部品
z 一体化成形
シミュレーション技術
z 有限要素法
ー
スバルレガシィ
スチール
46%
アルミ合金4.8%
研究テーマ
研究テーマ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
超高張力鋼板の温・熱間プレス成形
通電加熱を用いた高張力鋼板の温・熱間せん断加工
超高張力鋼板のプレス成形における成形性向上
板鍛造による局部増肉テーラードブランクの成形
押出し加工のおける金型の弾性変形の制御
アルミニウム合金の熱間鍛造におけるモーション制御
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
鋼管の熱間ガスフォーミング
セルフピアッシングリベットによるアルミニウム合金
板と高張力鋼鈑の接合
10.メカニカルクリンチングによるめっきされた高張力
鋼板の塑性接合
11.マグネシウム合金板の冷間加工
12.摩擦圧接された鋼材の押出し加工
超高張力鋼板のスプリングバック
超高張力鋼板のスプリングバック
σ
超高張力鋼鈑
普通鋼板
ε
スプリングバック：大
形状凍結性：低
適用が
限定
弾性回復
高張力鋼板のハット曲げにおけるスプリングバック
高張力鋼板のハット曲げにおけるスプリングバック
引張強さ
岩谷：プレス技術，42-8(2004), 43
超高張力鋼板の温・熱間プレス成形
超高張力鋼板の温・熱間プレス成形
現行の熱間プレス成形
現行の熱間プレス成形
温度低下
酸化
加熱
搬送
成形
通電加熱を用いた熱間プレス成形
通電加熱を用いた熱間プレス成形
型内に設置した電極にて通電
加熱・成形
温度低下問題の低減
酸化スケール低減
ダイクエンチによる強度向上
通電加熱を用いた熱間プレス成形
通電加熱を用いた熱間プレス成形
超高張力鋼板の熱間プレス成形
超高張力鋼板の熱間プレス成形
常温
550 ºC
740 ºC
980 ºC
温・熱間せん断加工
温・熱間せん断加工
温・熱間せん断加工による表面性状の向上
1mm
温・熱間せん断加工による表面性状の向上
1mm
(a) 常温
(b) 650℃
（c) 830℃
(d) 1070℃
(a) 常温
(b) 650℃
（c) 830℃
(d) 1070℃
ダレ
せん断
破断
バリ
研究テーマ
研究テーマ
1.
2.
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7.
8.
9.
超高張力鋼板の温・熱間プレス成形
通電加熱を用いた高張力鋼板の温・熱間せん断加工
超高張力鋼板のプレス成形における成形性向上
板鍛造による局部増肉テーラードブランクの成形
押出し加工のおける金型の弾性変形の制御
アルミニウム合金の熱間鍛造におけるモーション制御
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
鋼管の熱間ガスフォーミング
セルフピアッシングリベットによるアルミニウム合金
板と高張力鋼鈑の接合
10.メカニカルクリンチングによるめっきされた高張力
鋼板の塑性接合
11.マグネシウム合金板の冷間加工
12.摩擦圧接された鋼材の押出し加工
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
電極
空気
通電加熱
パンチ
P小
アルミ合金製サブフレーム
管材
熱間ガスバルジ成形
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
アルミ管
鋼管の熱間ガスフォーミング
鋼管の熱間ガスフォーミング
鋼管
研究テーマ
研究テーマ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
超高張力鋼板の温・熱間プレス成形
通電加熱を用いた高張力鋼板の温・熱間せん断加工
超高張力鋼板のプレス成形における成形性向上
板鍛造による局部増肉テーラードブランクの成形
押出し加工のおける金型の弾性変形の制御
アルミニウム合金の熱間鍛造におけるモーション制御
アルミニウム管の熱間ガスフォーミング
鋼管の熱間ガスフォーミング
セルフピアッシングリベットによるアルミニウム合金
板と高張力鋼鈑の接合
10.メカニカルクリンチングによるめっきされた高張力
鋼板の塑性接合
11.マグネシウム合金板の冷間加工
12.摩擦圧接された鋼材の押出し加工
パンチ
セルフピアッシングリベットによる超高張力鋼板
セルフピアッシングリベットによる超高張力鋼板
とアルミニウム合金板の接合
とアルミニウム合金板の接合
板押え
リベット
ダイス
＜工法のメリット＞
•板にSPRを打込み，機械的に結合
•穴あけ不要
•溶接の難しい材料の接合
•異種材料の接合
多種の不良が想定
リベット割れ リベット折れ
接合の有限要素シミュレーション
接合の有限要素シミュレーション
リベット
超鋼張力鋼板
アルミ合金板
ｔ1.4mm,
A5052 ｔ1.5mm
シミュレーションによって最適化されたダイ
シミュレーションによって最適化されたダイ
改良前
改良後
研究設備・装置
研究設備・装置
—デジタル光学顕微鏡
— １人１台のパソコン
—熱機械分析装置
— サーボプレス
(150tonf, 80tonf)
—デジタル表面粗さ測定器
— 通電加熱用電源
—３次元形状測定器
— 精密万能試験機
—サーモグラフィー
(5,25tonf･2台）
—各種硬さ試験機
NEW!
— 材料試験機(100tonf） —各種高温炉
— 小型圧延機
—ファインカッター
— カラーレーザ顕微鏡
—超音波厚さ計
— 走査電子顕微鏡
—旋盤
— デ ジ タ ル マ イ ク ロ ス —ボール盤
コープ
就職先
就職先
—
—
—
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—
—
—
—
—
トヨタ自動車
スズキ
トヨタ車体
トピー工業
コマツ
ジェイテクト
日新製鋼
日本製鋼所
オークマ
— フタバ産業
— 新キャタピラー三菱
— 日産自動車
— シマノ
— ダイキン
— KYB工業
— 三菱マテリアル
— 神戸製鋼所
— 東芝
など
塑性加工研究室
一日の流れ
校
10時に登
メールチェ
ック
実験準備
ランチ
実験・研究
・休憩
18時に帰
宅
Spring
SPORTS！∼
若造
∼がんばれ
TTLE
A
B
O
G
E
R
Summer
B4 キャンプ
研究室キャ
ンプ
BBQ PAR
TY
Autumn
PAR T Y
産
名
地
各
げ
＆ 打ち上
表
発
間
中
Winter
忘年会
OR D
SKI ＆ B
TY
カ ニ PAR
卒業旅行
その他 休日等 ∼趣味の時間∼
クル
自転車サー
的な
ョー
モーターシ
ド リフ ト
ツーリング
某めし屋
今年の目標
スポーツ大会優勝