三次元塑性加工システムの開発（平成18年度研究概要）
１．実施内容
近年、地球環境問題に対応した、軽量・高強度でリサイクル可能な工業製品が望まれています。これに応えるため、強度が高く軽量でリサイクル容易な、中空アルミ管材等の高精度三次元曲げ加工技術の確立が期待されています。しかし、現在市販されている曲げ加工機は、配管（円管）の単純曲げ（二次元曲げ）や、単純曲げを順次組み合わせた複合曲げを行う機種が大部分であり、複雑な三次元形状が要求される、自動車部材や精密部品の加工機としては能力が十分ではありません。また手動、半自動の専用加工機がほとんどであり、全自動(NC)化された汎用加工機は少なく、熟練者の経験や勘に頼る部分も多いことが問題として挙げられます。
今回提案する三次元塑性加工システムによるチューブベンディング技術は、これまで当所で研究開発を進めてきたパラレルメカニズム技術の特長を生かし、簡単な操作でねじり形を含む多彩な三次元曲げ加工が可能な、汎用NC加工システム（アルミ、鋼、SUS、マグネシウム管材、円管:Φ～20mmおよび異形管:□～20mm、繰り返し曲げ精度±0.05mm）の実現を目指すものです。
平成17年度は三次元曲げ加工機（ハードウエア）の試作、平成18年度は三次元CADシステムに対応した専用CAMシステム（ソフトウエア）の開発を行いました。
試作システムの概要（パラレルメカニズムを用いた曲げ加工機の目標仕様）
- 駆動方式：パラレルメカニズム（6自由度：X,Y,Z,PTCH,ROLL,YAW）
- 曲げ加工データ作成：専用CAM
- 加工機仕様
- 加工精度：±0.05mm（従来機は，±1mm～）
- 制御方式：NCによる全自動運転（従来機は半自動，手動）
- 管材形状：円管，異形管とも可（従来機は，形状に制約が多い，円管が主流）
- 加工対象：アルミ管，SUS管，マグネシウム管
- 加工形状：単純曲げ（二次元），複合曲げ（三次元），三次元任意形状
（従来機は，単純曲げ，複合曲げのみ，複雑な三次元形状の加工は不可）
図１ パラレルメカニズムを用いた曲げ加工機
２．予想される事業実施効果
今回開発した曲げ加工機は複雑な三次元形状が要求される、福祉機器、自動車部材や精密部品の加工として十分な能力を持ち、これまで困難であった形状の加工が可能になると考えられます。市場への展開としては、当所特別会員である、株式会社菊池製作所（東京都八王子市）と共同で各種サンプル加工に積極的に取り組んだ結果、具体的な反響があり医療機器や自動車用部品加工への適用が検討されています。このように、強度が高く軽量でリサイクル容易な、中空アルミ、マグネシウム管材等の、三次元曲げ加工技術を確立したいという産業界のニーズは高いと考えられ、今後とも、共同実験、サンプル加工品の提供などにより、具体的な市場ニーズにマッチした、研究成果の普及推進を行う予定です。
３．本事業により作成した印刷物等
（１）報告書
<KSK-GH18-2> 生産機械機能高度化に関する研究（平成19年3月）
（２）展示会
五嶋裕之、日比野浩典「生産システム革新への新しい取り組み」
東京ビッグサイト、第23回日本国際工作機械見本市(JIMTOF2006)「工作機械関連のニューテクノロジー」ポスター展（H18/11/1-8）
