今回の開発は名大に加え、旭精機工業、フジミインコーポレーテッド、あいち産業科学技術総合センターによる共同開発だ。

名大によると、リチウムイオン電池用ケースなどの成形に用いられている「深絞りプレス成形法」では、高精度で成形するために超硬合金が使用されている。しかし超硬合金はその硬さのために加工が難しく、複雑な形状を作製するのが困難だという課題があった。一方、製品の品質向上や価格抑制のために、プレス成形中の金型の効率的な冷却や、温度、荷重などをインライン計測することが重要視されてきており、冷却配管やセンサーを取り付けるため、金型の内部構造の複雑化が求められている。

今回の開発では、まずフジミインコーポレーテッドが原材料調合の最適化や粒度分布、粒度密度などの調整により、金属3Dプリンターでの造形に適した超硬合金粉末を開発。名大およびあいち産業科学技術総合センターが、レーザー照射などの造形条件や熱処理方法の最適条件を導きだした。これらにより、金属3Dプリンターによって亀裂などを防ぎながらさまざまな形状の造形物を超硬合金で作製することに成功した。

開発した材料および条件を用いて、旭精機工業が実際に内部に冷却配管やセンサーを設置可能な複雑な内部構造を有する超硬合金製の深絞り成形金型を作製することに成功。同金型が製品製造ラインへ適用可能なことも確認した。

今回の開発により、リチウムイオン電池向け製品などの大型部品の精密成形が可能になり、自動車産業などにおける製品の性能向上や軽量化などへの貢献が期待できるとしている。