3dプリンター(additive manufacturing)技術を用い...

Confidential & Proprietary 1

三菱商事テクノスが取り組む金属AMビジネス

2019年6月12日

三菱商事テクノス株式会社アディティブ・マニュファクチャリング・ソリューション部

新規事業開発部

2019年 NCC次世代複合材研究会プレゼン会

～金属AM技術を通じて、モノづくりに貢献～


≪ 目次 ≫

1. 三菱商事テクノス（株）の御紹介

2. AMS事業について

3. CFR(T)Pビジネス構想について

* AMS: Additive Manufacturing Solutionの略


URL http://www.mmts.co.jp


➢ 創立 1971年7月12日

➢ 売上高 723億円（2019年3月期）

➢ 人員数 323名（2019年5月）

➢ 事業所数国内拠点13カ所、海外6カ所

➢ 資本金 6億円

➢ 株主三菱商事株式会社


✓ 単体設備・機器類の販売から施工や、システムとしての販売、施工

AMS部新規事業領域

1. 三菱商事テクノス（株）の御紹介❖主な取扱製品と、サービス

➢工作機械、各種産業機械の販売

➢自動化システム（ロボット、ローダー他）

➢検査、測定、試験装置

➢ Additive Manufacturing関連商品、サービス

➢中古機械レンタル

➢ CFR（T）P 材料関連ビジネス

➢金属積層造形装置販売、造形加工受諾、関連サービス

➢製造業IoTサービス

※ AMS： Additive Manufacturing Soulutionの略


≪ 目次 ≫



3. 製造業IoTサービス事業について



製造業（日本）

四輪・二輪航空・宇宙医療産機・建機金型、治具などその他

三菱商事テクノス㈱ AMS部金属3Dプリンター3台所有

設計・造形サービス開発商品販売

装置本体、パウダー、据付、修理、保守、教育

金型・部品メーカー機械メーカー

金属3Dプリンターによる部品・金型設計から装置導入支援までのワンストップ・サービス

金属3Dプリンティングの設計・造形技術

金属3Dプリンター装置、パウダー開発・製造

市場

提供価値

パートナー

技術

金型・部品設計・造形

ソフトメーカー

ﾉｳﾊｳのｿﾌﾄｳｪｱ化

設計支援ソフト

材料メーカー

新材料開発

装置販売

オリジナルパウダー

流体研磨

大学装置

メーカー

課題解決ツール開発



アディティブ・マニュファクチャリング(AM)付加製造技術

Proprietary ＆ confidential

AM技術（足し算）＋付加製造＝製品

従来工法（引き算）素材料－除去加工＝製品

一方

真逆の製造法になります

Confidential & Proprietary 88 Proprietary ＆ confidential

AM(積層造形加工)技術とは

スライス処理

N層にスライスされた数値データ

三次元CADで入力された形状データ

STLデータ表現

STL変換

P1P2

Pn

d

P2層の焼結

P2

P1

P1層の焼結

レーザーP1

テーブル

スキャナー

d厚さの層を形成

テーブル

スキャナー

粉末材料

dPn

Pn層の焼結

P1

d粉末材料

下降し、層を形成


金属AM(積層造形加工)の種類-1

②結合剤噴射（けつごうざいふんしゃ）英語：binder jetting 他の名称：インクジェット式、バインダージェット、CJP(Color Jet Printing)

①材料噴射（ざいりょうふんしゃ）英語：material jetting 他の名称：インクジェット式、マテリアルジェッティング、MJP(MultiJet Printing)、PolyJet


金属AM(積層造形加工)の種類-2③粉末床溶融結合（ふんまつしょうようゆうけつごう）英語：power bed fusion 他の名称：粉末焼結、SLS(Selective Laser Sintering)、DMLS(Direct Metal Laser Sintering)、EBM(Electron Beam Melting)、SLM(Selective Laser Melting)、DLP(Direct Metal Printing)


金属AM(積層造形加工)の種類-3④指向性エネルギー堆積（しこうせいえねるぎーたいせき）英語:directed energy deposition 他の名称：レーザーデポジション、LMD(Laser Metal Deposition)、DMP(Direct Metal Deposition)


金属3Dプリンター市場認識

金属3Dプリンター世界出荷実績金属粉末材料販売実績

2018年 2,297台（前年比30%増）2017年 1,768台（前年比80%増）

2018年約300億円（前年比42%増）2017年約210億円（前年比45%増）

年間台数 $百万

装置：完成度、品質向上製造：認知度向上、応用技術の増加

材料使用量は材料コストの変化もあり販売額の増加率を上回ると思われる


装置販売


GEアディティブ傘下コンセプトレーザー社の総代理店

金属3Dプリンター装置と粉末材料の販売及び、アフターサービスを提供します


プレスリリース

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2019年4月16日三菱商事テクノス、GE アディティブと業務提携し

アディティブ・マニュファクチャリング事業を始動～金属３Dプリンターで、ものづくり革命～

三菱商事テクノス株式会社(本社：東京都港区、代表取締役：依田智樹)は米ゼネラル・エレクトリック・カンパニー（GE）社のアディティブ製造部門、GEアディティブと業務提携し、2019年4月1日よりアディティブ・マニュファクチャリング・ソリューション（以下AMS）事業を始動しました。GEアディティブ傘下のコンセプトレーザー社の総代理店権を取得し、金属３Dプリンターの販売とアフターサービスを提供致します。また、ショールームとラボを兼ねた東京カスタマーエクスペリエンスセンター（以下東京CEC）を2019年10月（予定）、神奈川県大和市に開設し、装置の販売・アフターサービスだけでなく、開発支援型の設計造形サービスやアディティブ製造関連技術の開発及び商品の提供まで、ワンストップサービス体制を整備します。＜事業開始背景＞世界では急速にアディティブ・マニュファクチャリング（付加製造、以下AM）市場が成長しています。AMでのものづくりは、試作・検証から量産体制での活用フェーズへと移行し始めています。日本でもすでに300台程度の金属３Dプリンター*¹が稼働中で、当社では2020年までにこの数は500台近くになると予想しており、さらなる市場拡大が見込まれます。このようなAM関連への需要の高まりから、三菱商事テクノスはAM事業における豊富な経験と知見を有するGE アディティブと事業提携しAMS事業を始動することになりました。 *１パウダーベッドタイプに限る＜アディティブ・マニュファクチャリング（AM）とは＞アディティブ・マニュファクチャリング（付加製造、以下AM）とは、従来製法では実現が難しかった自由形状や機能性のある部品を生み出し、製造の現場に革新的な変化をもたらす製造方法です。

CADデータをベースに、素材を幾何学的形状に重ね上げ「付加」してモノを作り出す製造方法であり、通常の製造において素材を切削し、「除去」加工する工程とは真逆の発想です。AMによって、商品化までの時間短縮、コスト削減、競争力の向上、CO2排出削減等が実現します。＜アディティブ・マニュファクチャリング・ソリューション事業内容＞•金属３Dプリンターの販売及びアフターサービス•開発支援型設計造形サービス(金型・部品)•AM関連商品開発及び販売＜GE アディティブについて＞GEのアディティブ製造（積層造形、金属3Dプリンティング）事業部、GE アディティブは、ビジネスに革命的な変化をもたらす先駆的なプロセスであるアディティブ製造技術において世界を牽引しています。最先端の金属 3D プリンターシステム、質の高い造形材料、およびアディティブ製造における長年の知識と経験に基づくコンサルティング・サービスを総合的に提供し、顧客企業が画期的な新製品を開発・製造するための支援をします。アディティブ製品は、企業の様々な設計や製造上の課題を解決し、ビジネスメリットをもたらし、ひいては世界をより良い方向に変えていきます。GE アディティブには、金属 3D プリンターメーカーのコンセプトレーザー社およびアーカム社、材料プロバイダの AP&C社が含まれます。*GE の商標は 1 カ国もしくは複数の国で登録されている可能性があります。＜東京CEC＞2019年10月（予定）、神奈川県大和市中央林間に東京CECを開設致します。東京CECはショールーム機能に加え、コンセプトレーザー社の金属３Dプリンター３台およびポストプロセス装置、測定機器、シミュレーションソフトなどを導入し、開発支援型の設計・造形受託サービスを行うラボ機能も果たします。AMを使用して作られている製造部品の比率は現在世界で1パーセント未満と言われており、AMは未だ初期段階にあります。日本でもそのサービスはまだ発展途上にあり、アプリケーション・ノウハウの人材育成も急務です。弊社はAM市場の拡大を図るため、東京CECを開設し斯かる問題への「AMトータルソリューション」を提供できる体制を目指します。＜会社概要＞商号：三菱商事テクノス株式会社代表者：代表取締役依田智樹所在地：東京都港区芝浦３丁目１番２１号田町ステーションタワーS 13階創業： 1971年7月12日事業内容：工場内各種設備機械の販売資本金：６億円

https://www.ge.com/additive/what_we_do_japan


東京CEC開設

Proprietary ＆ confidential


❖東京カスタマーエクスペリエンスセンター・2019年10月オープン予定・場所神奈川県大和市中央林間

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東京CECについて

ショールーム・サービス拠点 CONCEPT LASER社金属3Dプリンター3台設置設計・造形受託サービス製造拠点ラボ機能・各種測定機器設置

ショールームイメージ


東京CEC

ショールームイメージ

❖東京カスタマーエクスペリエンスセンター

金属3Dプリンター×3台熱処理炉 3Dスキャナー設計支援ソフト

試験装置（引張試験機等） 3DCAD 粒度分布測定器後処理加工装置


金属3Dプリンター装置設置体制

三菱商事テクノス 3台パートナー(大手金型メーカー) 4台

福島・白河 2台（パートナー）

神奈川・大和 3台（東京CEC）

中国・珠海 2台（パートナー）


設計・造形サービス

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金型におけるAM技術採用のメリット

①プラスチック

・サイクルタイムの短縮、不良率の低減

②アルミダイキャスト

・冷却効果と金型寿命の向上

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金型技術の開発実績

20081号機導入

研究開発開始

2011試作型採用

2014量産型採用

20172号、3号、4号機導入

2018

22 Proprietary ＆ confidential

高密度造形の条件確立

3D自由水管の使用増加ガス抜き仕様開発

金属AM部品の提供を促進


No. 材料硬度(例)

1 Maraging HRC52±2

2 SUS316L HRC20±2

3 SUS630 HRC31±2

4 Inconel718 HRC39±2

5 AlSi12Mg N/A

6 AlSi10Mg N/A

7 Ti6AI4V HRC31±2

No. 材料相当金型用鋼硬度(例)

1 Maraging MAS1C HRC52±2

2 SUS420J2系 STAVAX HRC52±2

3 SKD61系 SKD61 開発中

4 超硬開発中開発中

金型用部品用

金属粉末材料と工作物寸法

最大工作物寸法W250×D250×H185(mm)

最大工作物寸法W250×D250×H350(mm)

※硬度については熱処理後の硬度例です（参考値）


Additive Manufacturing

金型部品一貫生産体制

詳細設計

•コンフォーマル水管

•ガス抜き構造付加

•CAE解析

金属造形

•ベースプレート製作

•金属積層造形

•複合加工

熱処理

•焼入れ/焼き戻し

•時効処理

•歪み取り

後加工

•ベースプレート切断

•マシニングセンター

•ワイヤーカット

•放電加工

•表面仕上げ

検査

•測定(3D/2D)•水漏れ確認

•エアー排気性確認

完成

•金型へ組み込み

•試作成形



金型に活用する要素

自由水管

効果：冷却性の向上

特徴：水管形状は自由

ガス抜き

効果：ガス抜き向上

特徴：面でガスが抜ける

透けている部分全体がガス抜き部分


金型自由水管設計標準（プラ型）


設計寸法標準仕様

内部水管幅 6mm以上(推奨) ※最小3mm

金型肉厚確保 5mm以上(推奨) ※最小2mm

水管の設計は、丸形状はφ3mm、丸以外は幅3mmを最小として設計し、金型の肉厚は、水管から2mmを確保することを基本に検討します(水管内部は造形面ですので、ザラザラの仕上がり)


ガス抜き設計標準

ガス抜きを施したいキャビティ面から3～5mmをガス抜き層として、

排気用の空気用回路をガス抜き層へ繋ぐように構造検討します。

透過部：ガス抜き

紫部：排気用空気回路

緑部：高密度部

穴：排気用空気回路


ガス抜き仕様

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60μm前後の空間が混在している構造表面の凹凸は製品面に転写されます主に、製品の裏面に設置する

低圧成形にも有効（成形機のダウンサイズ)実績材料：ABS、PC、PCABSなど※高流動性の材料には使用出来ません


エアー突き出し金型

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その他の作り方

従来工法(除去)＋AM(付加)を組み合わせる

(AMは、加工速度が遅く、材料が高い)↓

メリット：納期とコスト削減


エネルギー削減検証金型紹介

金型サイズ 350×400×295(mm)

取り数 1+1個取り（ランナー切替有り）

キャビティ内容金属AM技術製作／通常工法製作

金型設置場所日本、中国、タイ

試作成形用金型を用意実際の成形で効果を体感してもらうことが可能です


AMS関連開発商品販売


水管クリーニング装置

・媒体に砥粒を混ぜ、吐出する事で金型の水管内壁を洗浄します。・3Dプリンタで製作された複雑な水管も、短時間で洗浄可能です。

技術提携：パナソニック株式会社総販売元：三菱商事テクノス株式会社

重量：20kg

686mm

W.347ｍｍ x D.455mm・ユーティリティーは電気とエアーのみ！

概要

特徴

原理

フロー

エア加圧（0.5MPa）

造形物

砥粒混合液

エア加圧流体研磨の原理

砥粒（0.5mm）

粒子：ガーネット

項目水管クリーニング装置

動力エアー

電圧 AC100～240 50/60Hz 単相

皮相電力 1kVA

圧力 0.5MPa以下

タンク容量 2L

砥粒ガーネット

流量変化例：新品時 1.7L/min → 1.5L/min → 1.7L/min

加工目的水管の錆取り

対象部品金型部品の３D金属造形の水管

仕様

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流体研磨装置

・媒体に砥粒を混ぜ、吐出する事で水管内壁を”研磨“します。・複雑な水管も、研磨可能です。

総販売元：三菱商事テクノス株式会社

重量：250kg

1,004mm概要

仕様W.730ｍｍ x D.802mm

比較項目流体研磨装置

動力油圧ポンプ

電圧 AC200 50/60Hz 3相

皮相電力 7.1kVA

圧力 3.0MPa

タンク容量 8.5L x 2

砥粒アルミナ

流量変化例：造形時1.5L/min → 2.5L/min

加工目的水管の錆取り、研磨

対象部品金型全般の水管、水管を有する部品・装置

実験結果

(Before) (After)

開発中

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日本では・・・

「3Dプリンター」って、切削加工と比べて安いの？早いの？同等の品質が得られるの？装置性能は、どうなの？

既存技術と比較

3Dプリンター技術って ?


3Dプリンター技術って ?

海外では・・・

「3D Printing(AM)」は、切削加工とは別の技術、新しい技術だ。どうやって使い？何を作る？軽量化、一体化出来ないか？新たな付加価値を創造出来ないか？

→利用方法、最適な設計の研究を重視


≪ 目次 ≫






CFR(T)P材の設計・解析の技術力のある企業とパートナーとなり、また欧米における実績の豊富な自動化設備メーカともパートナーとなり、回収炭素繊維材を含めて活用し低コストで高生産性CFRP部品成形ビジネスを推進。

自動車OEM企業様､自動車部品成形企業様

設備メーカ三菱商事／

三菱商事テクノス日・欧・米企業パートナー

ELGCF

パートナー

三菱商事出資回収炭素繊維

CFRP材料企業

炭素繊維材料

エンジニアリング

エンジニアリングサービス

・量産成形加工ライン設計、構築・設備販売

国内成形事業者

エンジニアリングサービス

・試作成形・量産部品成形・設備販売

製品販売

国産化によるコスト低減

製品販売とエンジニアリングサービス

協業契約

低コストCFRP部品ビジネス



ご清聴頂きまして、ありがとうございました。

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