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2つ目が製造面でのコスト削減だ。同社が使うマルエージング鋼粉末は「キロ当たり単価が従来金型鋼材の数十倍」。このコストを抑えるために考えたのが金属AMでの造形部を少なくすること。「アルミが接する部分だけを造形し、土台部を鋼材で製作し、土台部も再利用するようにした」(写真)。また、機械の型部品あたり償却費を抑えるために、稼働率向上も図る。治具の開発や複数個取りにすることで、「年間約1800時間の稼働時間を確保している」という。
金属AMに置き換える部品の選択も重要になるという。佐藤室長は「冷却に課題があり、寿命が短いもの、もしくは生産性が極端に悪化しているものでないと高い効果は得られない」と話す。
3つ目として、生産性向上によるコスト削減も進めている。その一つが離型剤の塗布量の削減。従来は大量の離型剤を塗布していたが「金属AMの金型は内部冷却の効果が高い」ため、少量の原液の塗布で済む。それでも「成形サイクルが10%向上」し、1個当たりの製品コスト削減につなげていく。
設計工数の削減にも取り組んでいる。金属AMは水管を自由に設計できる一方、設計の自由度が高く、CAEでの型温解析と回路修正を繰り返す必要がある。このため、従来の金型では1時間程度だった冷却穴の設計時間が「1型当たり約30時間必要になるものがある」という。そこで、自動で水管の位置を最適化できるシステムを構築中。「改良の余地はあるが、実際の設計工数は半減し、手動設計では困難な数百回の試行を自動計算できるようになる」。
こうした取り組みの結果、金属AMで制作する部品は増加してきた。現在、同工場で生産するダイカスト部品は年間約3500万個。その1割程度を金属AMが組まれた金型で生産する。佐藤室長は「全て金属AMに置き換わるわけではないが、今やなくてはならない装置。コストも勘案しながら、2割程度まで引き上げたい」とし、さらなる活用領域の拡大を図る考えだ。
豊田自動織機 会社概要
本社:愛知県刈谷市豊田町2-1
従業員:6万6997人
事業内容:繊維機械、産業車両、自動車部品の製造販売。
金型新聞 2022年5月10日
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