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汎用プレス機で加工
汎用プレス機で加工
プレスの上下運動で製品を水平に切る技術
様々な板材・コイル材を絞る技術
写真は横から穴もあけている
汎用プレス機で加工
熱可塑性樹脂を使ったコンポジットの試作・量産を目指して開発をしています。熱可塑性樹脂含侵の炭素繊維(CFRTP)でしたら、PEEK樹脂まで対応しております。ヒート&クールでホットプレスと予備加熱ヒーターでコールドプレス、両方の成形が可能です。金型サイズは最大1200x1500㎜まで、製品サイズは800x600㎜(目安)まで対応しております。試作対応・量産対応も可能です。設備は東京都板橋区にあり見学可能です。
炭素繊維が主流のコンポジット成形ですが、当社は天然繊維の中間材(プリプレグ)作製から自社開発しております。画像は天然由来の樹脂(ヘミセルロース)と天然繊維(カカオハスク)から作られております。もちろん、このプリプレグでコンポジット成形も可能です。他に樹脂ではアルケマ社のバイオ樹脂PA11(ひまし油由来)、天然天然繊維ではFLAXやHEMP、ヤシ繊維など、開発中です。天然繊維系の材料探されている方のご連絡をお待ちしております。
市場で広く使われている炭素繊維材料は、熱硬化樹脂含侵のCFRPが多く使われております。航空機機体やゴルフクラブのシャフト、釣り竿などがCFRP製です。CFRPは熱硬化樹脂含侵のため、リサイクルが難しく、加熱し樹脂部分を分解させ、炭素繊維のみリサイクルする方法が研究機関や企業などで開発されております。このリサイクル炭素繊維を用いた、フエルト状(不織布状)の素材も開発され、当社ではこの素材での成形加工の技術開発を行っております。写真上がその素材、写真下がその素材での成形加工品です。当社はリサイクル炭素繊維を積極的に製品化することを提案しております。
CFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)は、軽量かつ高強度を兼ね備えた次世代素材として注目されています。熱可塑性の特性を活かした成形性と、炭素繊維による高剛性を併せ持つため、自動車、医療、ロボティクス、スポーツ用品など幅広い分野での活用が進んでいます。
一方で、CFRTP成形品に対しては、後加工としての切削、穴あけ、タップ加工、さらには組立まで求められることが増えており、それぞれの工程で高度な精度と安定した品質が要求されます。
【CFRTP製品の一貫加工が求められる理由】
CFRTPは繊維配向や樹脂の種類によって加工特性が大きく変わるため、切削・穴あけ・タップ加工においても適切なノウハウがなければ寸法精度や表面品質に影響が出やすいという課題があります。また、各工程を別会社に委託すると、素材の取り扱い方や加工履歴の差異により不具合が発生するリスクが高まります。
こうした背景から、CFRTPの成形から後加工、組立までを一貫して対応できる加工体制が、製品開発や量産工程において大きな強みとなります。
【一貫体制のメリット】
河村機械工業所では、CFRTP製品における成形から切削、穴あけ、タップ加工、組立、検査までの一貫対応を実現しています。この体制により、次のようなメリットが生まれます。
・工程間のトレーサビリティ管理が容易で、品質管理レベルが向上
・工程間のムダを排除し、リードタイム短縮とコスト削減を両立
・図面1枚からの試作対応が可能で、初期検証を迅速に進行
【対応可能な加工内容】
河村機械工業所では、以下のような加工工程に対応しています。
・切削加工:外形加工、リブ切削、端面整形、バリ取りなど
・穴あけ加工:ドリルによる単穴、多穴加工、高精度位置決め加工
・タップ加工:各種ピッチのねじ切り対応(M2~M10)
・トリミング:成形後の不要部分除去、精密輪郭加工
・組立:部品の組み付け、治具による精密アライメント調整、通電・嵌合検査
【設備体制と対応実績】
加工はすべて社内の設備で完結します。工作機械に加え、三次元測定機や投影機、ノギス・マイクロメータといった測定機器を完備。加工から検査までの全工程で安定した品質を保証します。
【品質管理とトレーサビリティ】
加工後は全数または抜き取りによる寸法測定を実施。三次元測定機による形状・穴位置の検証、ISO9001:2015に準拠した記録管理体制により、量産品でも安定した品質を維持しています。試作品では、測定データと改善提案をセットで提出し、顧客との仕様調整をスムーズに進行させます。
【ワンストップ対応の強み】
河村機械工業所は、金属加工70年の実績を活かしながら、CFRTP分野でも成形から切削・組立までを一貫対応できる体制を整えています。従来の金属加工では実現できなかった軽量化や設計自由度を実現しつつ、納期、コスト、品質の3要素を同時に満たすソリューションを提供しています。
量産前提の開発はもちろん、少量・短納期の試作にも対応可能です。初期段階での材料提案、形状最適化支援、金型設計など、製品開発全体を見据えたサポートも提供しています。
【まとめ】
CFRTP製品の後加工対応には、素材特性を踏まえた専用ノウハウと設備力が欠かせません。切削、穴あけ、タップ、組立までを一貫して担う体制は、製品開発のスピードと品質を大きく左右します。
河村機械工業所では、多様な素材や形状に対応しながら、短納期・高精度な製品づくりを支援しています。CFRTP製品の後工程でお困りの際は、ぜひご相談ください。
【お問い合わせ先】
株式会社 河村機械工業所
本社:東京都板橋区清水町2-4
花園工場:埼玉県深谷市北根10
URL:https://www.kawamura-kikai.co.jp
〈ご相談・お見積りのご依頼〉
お問い合わせフォーム:https://www.kawamura-kikai.co.jp/contact/
※お問い合わせの際は「エミダスを見た」とお伝えください。
【プレス成形の基本と熱制御の重要性】
プレス成形は、圧力を加えて材料を所定の形状に変形させる加工法ですが、複合材の成形においては「温度制御」が極めて重要です。中でも、ホットプレスとコールドプレスは、成形条件と目的に応じて使い分けられます。
特にCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)などの熱可塑性樹脂を用いた複合材料では、加熱による柔軟性と冷却による硬化をコントロールすることが、製品精度や量産性に大きく影響します。
【ホットプレス成形の特徴】
ホットプレスは、金型を加熱した状態で成形を行う方式です。材料を加熱することで樹脂が溶融し、繊維と密着した一体構造を形成します。
主な特長は以下の通りです。
・プリプレグや不織布の成形に適している
・発泡構造や偏肉形状など複雑形状にも対応可能
・400℃以上の加熱制御が可能な設備でPEEKなど高機能樹脂にも対応
河村機械工業所では、200tのホットプレス機とヒート&クール制御ユニットを導入しており、高温での精密成形が可能です。
【コールドプレス成形の特徴】
コールドプレスは、常温または低温状態で材料をプレスする方式です。
主な特長は以下の通りです。
・再成形済みの材料に適している
・部品の仕上げ工程やトリミングにも利用可能
【複合材成形における使い分け】
製品仕様や用途に応じて、ホットプレスとコールドプレスを使い分けることが重要です。
・高精度仕上げ:ホットプレス
・量産用成形:コールドプレス
・バイオマス樹脂などの温度制限素材:低温ホットプレス
・トリミング、二次成形:ホットプレス・コールドプレス
例えば、PLAやPA11といったバイオ樹脂を含む素材では、熱分解を避けるため温度管理が重要となります。河村機械工業所では、こうした温度特性に応じた最適成形条件の設計が可能です。
【複合材に対応した成形設備】
複合材成形に対応するために、以下のような専用設備を保有しています。
・200tホットプレス機(最大金型サイズ:1200×1500mm)
・PEEK対応ヒーター搭載
・ヒート&クール温度制御ユニット(400℃超)
【製品開発におけるメリット】
ホットプレスとコールドプレスを使い分けることで、次のようなメリットが得られます。
・製品品質の安定と精度向上
・成形サイクルの最適化による生産性向上
・設計自由度の拡大と複雑形状対応
・リサイクル性やバイオマス対応の実現
・チョップド、不織布、スライバー、UDテープなど多種の素材に対応
特に、複合材の導入初期段階では、トライ&エラーを繰り返しながら最適条件を見つけることが不可欠です。河村機械工業所では、素材選定から金型調整、成形トライまで一貫して対応できる体制を構築しています。
【まとめ】
ホットプレスとコールドプレスは、それぞれに特徴と強みを持つ成形方法です。複合材製品の性能を最大限に引き出すには、製品仕様や素材に合わせて両者を適切に使い分けることが重要です。
河村機械工業所では、温度制御設備と長年の成形ノウハウを活かし、精密かつ高性能な複合材製品の提供を実現しています。素材特性に応じた条件設計と試作評価を一括で対応しておりますので、お気軽にご相談ください。
【お問い合わせ先】
株式会社 河村機械工業所
本社:東京都板橋区清水町2-4
花園工場:埼玉県深谷市北根10
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【環境配慮型製品開発の重要性】
地球温暖化防止や資源循環の観点から、製造業では環境配慮型素材の採用が急務となっています。特にプラスチック製品では、再生材やバイオマス樹脂を活用した持続可能なものづくりが求められています。
河村機械工業所では、CFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)成形技術を軸に、バイオベース素材の導入やリサイクル材の再利用を通じて、環境負荷の低減に取り組んでいます。
【バイオマス樹脂とは何か】
バイオマス樹脂は、植物由来の原料から作られる再生可能なプラスチック素材です。代表的な樹脂には次のような種類があります。
・PLA(ポリ乳酸):トウモロコシ由来で高剛性かつ生分解性がある
・PA11(バイオポリアミド):ヒマシ油由来で柔軟性と耐熱性を両立
これらは従来の石油由来樹脂に代わる素材として活用されています。
河村機械工業所では天然繊維とバイオマス樹脂用いた、NFRTPの技術に取り組んでおります。
【再生材(リペレット)による再成形】
廃材や製造端材を粉砕・再ペレット化したリペレット材も、循環型ものづくりの鍵となります。河村機械工業所では熱可塑性樹脂の特性を活かし、再加熱・再成形が可能な成形プロセスを確立しています。
・CFRTP端材の再利用によるコストと環境負荷の低減
・再生材と新材の混合による物性調整
・端材を活用した試作用部品や汎用部品の成形実績あり
素材ロスを抑えながら、環境対応型製品の開発を推進する体制が整っています。
【天然繊維との複合化技術】
河村機械工業所では、天然素材との複合化にも対応しています。
・HEMP(麻)、リネン(亜麻)、ヤシなどの天然繊維に対応
・PA11やPLAとの組み合わせにより生分解性製品の成形が可能
こうしたバイオ素材の活用により、製品寿命後の処理までを見据えたエコ設計が可能になります。
【CFRTPとの融合による製品展開】
天然繊維とバイオマス樹脂用いた、NFRTPの技術に取り組んでおります。
・軽量で高強度なドローン部品
・自動車用の軽量ブラケットや内装部材
・スポーツ・レジャー向け筐体製品
・家電筐体や雑貨などのエコ設計品
河村機械工業所では、400℃以上の成形対応、ヒート&クール制御設備、専用加熱装置を保有し、こうした複合材料への対応を進めています。
【サステナブル製品化に向けた一貫対応】
環境対応型素材の製品化を支える一貫対応体制も整えています。
素材選定から試作、成形、後加工までを社内で一貫対応しています。
これにより、サステナブル製品の導入にあたって設計負荷や外注管理の負担を抑えつつ、確かな品質を確保することが可能です。
【まとめ】
脱炭素社会の実現に向け、再生材やバイオマス樹脂を活用した製品開発は一層の注目を集めています。河村機械工業所では、CFRTP成形と複合材加工の技術をベースに、環境にやさしい新素材を用いた製品提案を実現しています。
環境配慮型の部品製造やバイオ素材を使った試作をご検討の際は、ぜひご相談ください。
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本社:東京都板橋区清水町2-4
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【複合材製品開発とCFRTPの活用】
複合材(コンポジット)製品の開発においては、構造設計、素材選定、成形技術、後加工、評価・量産といった各工程での連携が求められます。なかでもCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)は素材構成や成形方法の自由度が高く、最適な製品性能を実現するためには初期段階からの技術支援が不可欠です。
河村機械工業所では、図面1枚から相談できる体制を整備し、製品立ち上げを一貫して支援しています。
【設計初期:構造と素材の最適化提案】
CFRTP製品の設計では、繊維方向、リブ配置、肉厚設計が製品性能に大きく影響します。河村機械工業所では、以下の技術支援を提供しています。
・繊維方向に配慮した構造設計の提案
・不織布、プリプレグ、セミプレグなどの素材選定支援
・PA6、PEEK、PLAなど用途に応じた樹脂選択
・CAE解析による設計前検証(必要に応じて対応・社外に依頼)
これにより、量産性と機能性を両立した合理的な構造設計が可能になります。
【試作工程:短納期と成形ノウハウ】
設計確定後は、成形トライアルを通じて試作へ移行します。専用設備による試作対応で、短納期対応を実現しています。
・200tホットプレス機(最大1200×1500mm)
・ヒート&クール制御による温度管理精度の高い成形
・最大500×500mmの一体成形対応
・最大板厚2~3mmのCFRTPプリプレグの成形実績あり
PLAやPA11といった環境配慮型素材にも対応し、用途に応じた試作が可能です。
【評価・改良:検証からフィードバック】
試作後は寸法・外観・強度の検証を実施し、必要に応じて設計や金型の改良を行います。
・三次元測定器、投影機による寸法評価
・強度試験や繰り返し成形の評価実施
・加工不良のフィードバックと金型調整
試作からフィードバックまで短時間で対応でき、開発リードタイムの圧縮が可能です。
【量産移行:設備力と品質保証体制】
量産フェーズでは、安定供給体制と品質管理が重要になります。河村機械工業所では下記の体制で量産対応が可能です。
・10t~500tのプレス機を50台以上保有
・ISO9001:2015認証に基づいた品質保証体制
・検査記録・トレーサビリティを自社システムで一元管理
小ロットから中量産まで、安定した品質と供給が可能です。
【一貫対応の強み】
試作から量産まで一社で対応することで、下記のようなメリットがあります。
・素材手配から金型・成形・検査まで社内完結
・納期遅延リスクの低減と情報連携の迅速化
・再生材や端材を活用した持続可能なものづくり対応
製品仕様が固まっていない段階から、構想設計に基づく開発支援が可能です。
【まとめ】
CFRTP製品の開発では、構造設計から試作・量産までの全工程において専門的な知見と対応力が求められます。河村機械工業所では、長年の金属加工技術と複合材成形ノウハウを活かし、一貫体制での製品開発をサポートしています。
設計・試作・量産における課題を抱える企業にとって、最適な開発パートナーとなります。
【お問い合わせ先】
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本社:東京都板橋区清水町2-4
花園工場:埼玉県深谷市北根10
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【複合樹脂と金属・エンプラの選定背景】
高機能部品の開発では、軽量化、高強度、耐熱性、加工性といった性能要件に応じた素材選定が重要です。特に近年はEV化やカーボンニュートラルの動きに伴い、金属から樹脂系複合材料への転換が進んでいます。
その中でもCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)は、マグネシウム合金やエンジニアリングプラスチック(エンプラ)と比較して、多くの利点を持つ素材として注目されています。
【CFRTPとマグネシウム合金の比較】
マグネシウム合金は、金属素材の中で最も軽量な部類に属し、比重は約1.8とアルミニウムよりも軽量です。剛性や耐熱性を備え、自動車や電子機器の筐体に用いられています。
一方、CFRTPは以下の点で優位性があります。
・比重は約1.2〜1.6とさらに軽量
・比強度が高く、構造部材への応用が可能
・耐食性に優れ、表面処理が不要
・熱可塑性樹脂の特性によりリサイクル対応が容易
河村機械工業所では、PP、PA6、PEEKなど多様な樹脂を基材としたCFRTP成形に対応しています。
【CFRTPとエンプラの比較】
エンプラは、機械的強度、耐熱性、耐薬品性に優れた樹脂で、自動車部品や電装部品に幅広く使用されています。代表例としてPPS、PA6、PC、POMなどがあります。
ただし、エンプラ単体では強度や剛性に限界があるため、補強材との複合化が求められるケースも増えています。CFRTPは炭素繊維の補強により、次のような利点があります。
・エンプラよりも高い剛性と耐衝撃性を持つ
・繊維方向の設計により特性の最適化が可能
・バイオベース樹脂との複合化も可能(PLA、PA11など)
【用途別の素材選定の考え方】
各素材の特性に基づき、用途や設計要件に応じた選定が求められます。以下に素材ごとの用途例を示します。
・マグネシウム合金:高温環境、金属的外観、放熱性が必要な筐体部品
・エンプラ:一般的な自動車内装部品、電装品カバー
・CFRTP:軽量かつ高剛性が求められる構造部品、複雑形状を持つ製品
河村機械工業所では、各素材の特性を活かした設計支援から成形、後加工、組立まで一貫して対応可能な体制を整えています。
【CFRTPによる製品化のメリット】
CFRTPを採用することで、以下のようなメリットが得られます。
・軽量化による燃費向上とEVの航続距離改善
・設計自由度の向上による機能統合
・端材リサイクルや再成形による環境対応
・PLA、PA11などとの複合で脱炭素製品への展開
【まとめ】
マグネシウム合金やエンプラは、それぞれに優れた特性を持ちますが、CFRTPはそれらを補完または上回る性能を有しています。特に軽量性、再成形性、リサイクル性に優れ、環境対応型製品の開発に貢献できます。
河村機械工業所では、CFRTPの特性を活かした製品設計と製造の実績を多数有しており、試作から量産まで柔軟に対応できます。素材選定や製品開発に関するご相談は、お気軽にお問い合わせください。
【お問い合わせ先】
株式会社 河村機械工業所
本社:東京都板橋区清水町2-4
花園工場:埼玉県深谷市北根10
URL:https://www.kawamura-kikai.co.jp
〈ご相談・お見積りのご依頼〉
お問い合わせフォーム:https://www.kawamura-kikai.co.jp/contact/
※お問い合わせの際は「エミダスを見た」とお伝えください。
CFRTP(炭素繊維強化熱可塑性プラスチック)とCFRP(炭素繊維強化プラスチック)は、いずれも炭素繊維を補強材とする複合材料です。高い比強度や軽量性といった特性から、構造部品や筐体部品などに広く使用されてきました。
CFRPはエポキシやビスマレイミドなどの熱硬化性樹脂を使用し、硬化後は再成形ができません。一方、CFRTPはPA6やPP、PEEKなどの熱可塑性樹脂を基材とし、加熱による再成形が可能なため、量産向きの素材として注目が高まっています。再利用性にも優れ、端材の再成形やリペレット化による循環型製造にも対応できます。
【CFRTPの成形と加工の自由度】
河村機械工業所では、CFRTPを用いた複合材成形を強みとしており、プリプレグ、不織布、セミプレグなど多様な中間材料に対応しています。成形には最大200tのホットプレス機を用い、400℃超の加熱とヒート&クール制御によって、高精度かつ高速な成形を実現しています。試作から量産まで一貫対応が可能で、樹脂種や炭素繊維のトウ数(3K~24K)に応じたラミネート設計も行っています。
また、PLAやPA11といったバイオマス由来樹脂との複合化にも対応しており、製品寿命後のリサイクルや生分解性にも配慮した設計提案が可能です。
【一貫対応体制の強み】
図面1枚からの相談にも対応し、素材選定、積層設計、金型製作、プレス成形、表面処理、寸法検査、さらにはトレーサビリティの確保まで、全工程を社内で完結可能です。ISO9001・ISO14001の認証に基づく品質管理体制も整っており、精度±0.1mmの量産加工にも対応しています。
また、社内開発の検査システムを活用し、全数検査やロット管理も強化されています。これにより、試作品から量産部品まで一貫した品質保証を提供できます。
【なぜ今、CFRTPが選ばれるのか】
金属やCFRPでは難しい複雑形状の成形が可能で、量産にも適している点が大きな強みです。設計自由度が高いため、構造部材だけでなく意匠部品への展開も容易です。
【まとめ】
CFRTPは、CFRPの高強度・軽量性を継承しながら、短サイクルでの成形、再成形・リサイクルの容易さ、設計自由度の高さなど、多くの利点を併せ持っています。製品設計の初期段階から導入を検討することで、トータルの製造コスト削減や開発期間の短縮にもつながります。
河村機械工業所では、金属加工技術と複合材料成形技術を融合し、CFRTP製品の試作・量産・品質保証までを一貫でご提案します。軽量・環境対応素材をお探しの企業様は、ぜひ一度ご相談ください。
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