受注量減少への対応

(1)

2013 株式会社コイワイ

会社案内

Additive Manufacturing

(2)

経営理念

１、鋳造技術の伝承発展

２、高品質物造りを通じて社会貢献

３、価値ある企業として継続発展

1

(3)

事業所

本社工場 2007年開設神奈川県小田原市

秦野工場 1973年開設神奈川県秦野市

宮城工場 2004年開設宮城県柴田郡

KOIWAI INDIA

2012年開設

インドバンガロール

横浜工場 2005年開設横浜市戸塚区

2

(4)

事業内容

１）試作・量産鋳物部品の製造販売

材質ＡＬ，ＦＣ，ＦＣＤ，ＨｉＳｉ，Ｄ２，Ｄ５，その他

２）３D金属粉末積層品の製造販売

材質チタン、コバルトクロム、その他

３）ＣＴによる非破壊検査受託撮影

3

(5)

概要

工場名生産品目人員理念の実践

本社工場３D積層砂型

３D金属粉末積層

非破壊検査

１０ 技術発展

秦野工場試作鋳物

車両・船舶・電気他

量産鋳物

車両・船舶

３１ 価値の創出

宮城工場量産鋳物

アルミニウム船外機・水上バイク用

２８ 後継者育成

平均年齢２３歳

横浜工場金型設計・製造

３ 技術伝承

4

(6)

概要集約後

工場名生産品目人員理念の実践

本社工場３D積層砂型鋳造

試作鋳物各種

アルミニウム・ダクタイル鋳鉄鋳鉄・鋳鋼・ステンレス

３D金属粉末積層

チタン、コバルトクロム６・４チタン

４４ 技術発展

３D砂型工法

金属粉末工法

宮城工場量産アルミ鋳物鋳造

＊船外機・水上バイク用マニホルド他＊車両用過給機＊医療機器用鋳物

２８ 技術伝承

後継者育成

平均年齢２３歳

5

(7)

会社概要

（ビデオ紹介）

(8)

試作・量産生産割合

試作

量産

金属粉末

非破壊検査

６３．５％

３５％

１％

_０．５％

試作

量産

7

(9)

量産鋳物の紹介

試作

量産

金属粉末

非破壊検査

３５％

量産

8

(10)

量産鋳物製品紹介売上比３５％

GDP重力金型鋳造

薄肉、二重構造管など複雑形状品を

３D試作から短期間で量産立ち上げ

２０１３年上期実績

・製品アイテム数３５種

・小ロット品１０台～3,000台/月

・製品重量～１５ｋｇ

・製品出荷重量

４０Ｔｏｎ/月

9

(11)

マフラーエキゾーストマニホルドオイルポンプエキゾーストマニホルドイテークマニホルド水上バイク・船舶エンジン・車両用過給機他９０％

材質ＡＣ４Ｃ

機種 18機種

数量～３０００台

/月

10

(12)

車両用過給機スーパーチャージャー生産実績

材質ＡＣ４Ｃ

数量２０００

SET /月

重量１５ｋｇ

/SET

(13)

車両用過給機ターボチャージャー

材質ＡＣ４Ｃ

数量～１０００台

/月

重量２，５ｋｇ

(14)

医療機器その他１０％

X線管球ケース

８機種

材質ＡＣ４Ｃ

数量～１０００台

/月

重量６～８ｋｇ

13

(15)

試作鋳物紹介

試作

量産

金属粉末

非破壊検査

６３．５％

試作

14

(16)

コイワイ試作鋳物特徴

積層砂型工法

創業以来、40年に渡り試作・研究開発用

鋳物部品製造に軸足を置き、技術を蓄積

２００７年日本初の３Ｄプリンターによる

「積層砂型鋳物サービスビューロー開設」

2013年アジア太平洋地域NO１の生産能力

と技術により、年間１００社以上、６００種類に

及ぶ試作鋳物造りの実績を有する

15

(17)

試作鋳物紹介

売上比６３．５％

砂型積層３Ｄプリンター（計５台保有）

本社FA

・インクジェットタイプ大型１台

１台

・レーザータイプ

２台

宮城FA

・インクジェットタイプ大型１台

16

(18)

リアサス・フレームフロントサス・フレーム _{シリンダーブロック} インテークマニホルドミッションケースＥＶモーターケースシリンダーヘッド EVインバーターケース EVインホイールモーターターボチャージャー自動車・トラック・建設機械・船舶エンジン部品他

17

(19)

試作鋳物紹介

車両用ターボチャージャー

３D プリンター積層工法による

高精度・高速鋳物造り、従来の木型

製作砂型鋳物造り工法に比較し工期

１/３に短縮

世界４大メーカーより受注！！

18

(20)

車両用過給機ターボチャージャー

(21)

車両用過給機ターボチャージャー木型製作事例主型上型主型下型中子スクロール型

ターボ部品コンプレッサーハウジング木型工法鋳造

中子寄せ型従来の木型製作工作機械加工＋匠の技鋳物完成工期１０日間製作工程 ①鋳造方案３Dモデリング ②木型材料加工 ③モデル加工 ④モデル仕上げ ⑤枠、定板作製 ⑥組み立て ⑦仕上げ ⑧砂型造型 ⑨ 鋳造

20

(22)

車両用過給機ターボチャージャー３Dプリンター事例主型上型主型下型中子スクロール型

ターボ部品コンプレッサーハウジング積層砂型鋳造

中子寄せ型３Ｄ積層造形３Ｄプリンター＋鋳造技術鋳物完成工期２日間製作工程 ①鋳造方案３Dモデリング ②積層砂型造型 ③ 鋳造

工期

１/5

21

(23)

３Dプリンター導入？

①高速・高精度鋳物製品の需要増

市場から、薄肉・高難易度・高精度鋳物製

品を高速短納期で供給する事を求められ

既存の木型・マスター型製作、砂型反転工

法ではその要求に応える事が出来なくなり

顧客の要求に応える為、新たな工法開拓

を必要としていた。

22

(24)

３Dプリンター導入？

②木型業者の後継者不足

鋳造業と同様に木型業界においても技術

者の高齢化と後継者不足が進み、マスター

型・木型製作において、高精度、高難易度

品を短納期、低価格で求める市場に応えら

れなり、木型に代わる新たな工法を必要と

していた。

23

(25)

３Dプリンター導入？

③鋳造業界他社との差別化

顧客の海外進出、現地開発、生産の拡大と共に

３D CAD技術とコンピューターによる解析技術の

進歩により、試作鋳物造りの頻度と数量が減少し

国内の仕事量は縮小傾向にある。コイワイでは

事業継続の一つの方法として、他社に無い特徴

を持ち、一分野でも断然TOPという企業価値を創

り上げ、他社との差別化を図り、事業継続を図る

必要が有った。

24

(26)

３Dプリンター導入？

④後継者難解消若手人材確保

鋳造業＝３K職場というイメージが根強く、首都圏

においては、新卒採用はもとより中途採用者に

おいても採用がままならず、慢性的な人材不足

問題を抱えていた。又、作業環境改善への取り

組みや魅力ある職場造りにおいて、対応が遅れ

ており、企業イメージ払拭の為にも従来の鋳物

工場とは違う形で、鋳物造りをする必要が有った。

25

(27)

３Dプリンター導入の背景

①高速・高精度鋳物品の需要増

②木型業者の後継者不足

③鋳造業界他社との差別化

④後継者難解消若手人材確保

外的

要因

内的

要因

26

(28)

３Dプリンター導入効果

導入以来、年間１０回以上に及ぶ各種展示会を通じてのPR効果も有り、現在では積層砂型＝コイワイと言われるほど市場に浸透し、年間６００種類以上に及ぶ試作鋳物の製造をしている。３Dプリンターによる鋳物造りは、作業環境も改善、従来の鋳造工場のイメージを払しょくに成功毎年高卒・大卒他の新卒者を迎える事が出来る様になった外的要因 ①高速・高精度鋳物製品の需要増 ②木型業者の後継者不足マスター型不要！！３Dデーターから直接造形により高精度な砂型をダイレクトに造形。木型に頼らずに高スピードで鋳物造りが可能となった。従来の木型工法に比べ工期は最大１/１０にも短縮。鋳造現場では匠の技、熟練の技術を数値におきかえて管理が可能となった内的要因 ③鋳造業界他社との差別化 ④後継者難解消若手人材確保 Additive Manufacturing

27

(29)

３Dプリンター積層砂型工法

(ビデオ紹介）

(30)

装置名 EOS－S S-Print 造形領域

720 x 380 x 高さ380

730mm x 380mm x 高さ400

造形時間

高さ380 ⇒ 約13時間

高さ400 ⇒ 約13時間

積層厚

0.2 mm

0.28 mm

砂粒形

50μ セラビーズ

140μ 珪砂

積層硬化法

CO2レーザー 2 x 50 W

インクジェットプリント

砂種

レジンコーテッド

フラン自硬性タイプ

EOS-S

S-Print

積層装置比較

_{Additive Manufacturing}

29

(31)

レーザー焼結積層工法

（ビデオ紹介）

(32)

レーザー焼結積層工法

１．５Kg～４ｋｇ積層造形時間８H ～１２H

(33)

インクジェットプリント砂型積層装置

(ビデオ紹介）

(34)

インクジェットプリンター積層工法

２ｋｇ～６ｋｇ積層造形時間８H ～１２H

(35)

大型

インクジェットプリンター

積層装置

(ビデオ紹介）

(36)

製造事例１５００ｃｃ 4気筒ガソリンエンジン シリーダーヘッド鋳造用砂型８種

工期１/10

木型工法 ⇒１カ月

積層工法 ⇒３日間

５００

４００ 造型時間１５時間

造型砂重量６０ｋｇ

大型装置による積層事例

35

(37)

小型の砂型は大量に生産対応が可能な事から生産ラインへの導入も可能

大型装置による積層事例

７００ 1,000

1,800

× 650個造型時間２４H 中子１８０ｇ Additive Manufacturing

36

(38)

少量生産品の場合は、各種砂型の同時製造も可能

1,000

1,800

７００ 大型装置による積層事例

37

(39)

３D電子ビーム金属粉末積層工法

2013年1月日本初

金属粉末積層造形

サービスビューロー

開設

３Dプリント新工法紹介

適応材質

Ti Ti6AL4

CoCr

_{Arcam A2}

38

(40)

MODEL

Arcam A2

最大造形サイズ

200 x 200 x 350 mm

精度

+/- 0.2 mm (3sigma)

積層厚

0.05 - 0.2 mm

EB

スキャンスピード

Up to 8000 m/s

EB Power

50 - 3500 W (

連続可変)

電源

3 Phase, AC400 V, 32 A, 7 kW

外形寸法

(mm)

1,850 (w) x 900 (D) x 2,200 (H)

重量

1,420 Kg

Arcam A2 仕様

(41)

１．２５００℃以上に加熱されたフィラメントから放射された電子は、アノ－ドを通して光速の半分のスピ－ドに加速されます。２．加速された電子は、フォーカスコイルにより金属パウダーへ焦点を合わせ、ディフレクションコイルによりビ－ム走査が行われます。３．電子が金属パウダ－に照射された時の運動エネルギ－が熱に変換され、この熱によって金属パウダ－が溶解されます。 1,500℃~3,000℃

40 Electron Beam Melting

(42)

電子ビームガン観察用窓真空チャンバ－（造形テ－ブル、金属パウダ－タンク、パウダーレーキ等）タッチスクリ－ンモニタ－コントロ－ルユニット高電圧電源部

Arcam A1：装置外観

(43)

電子ビームガン遮熱シールドパウダータンク

造形BOX

200×200×３５０

パウダーレーキ

造形テーブル

200×200

Arcam A２装置内部

(44)

（STL、バイナリー） ＥＢＭプロセスにより金属パウダ－が溶解され、レイヤ－ごとに積層され金属部品が造形されます機能的な金属部品が完成します

*標準3Dフォーマット STL, VDA, IGES, STEP, native CADand etc.

CAD to Metal

造形完成までの流れ

３ＤＣＡＤファイルは、ＳＴＬファイル に変換します (by Magics) (by Magics) Additive Manufacturing

43

(45)

EMBサンプル

EBM （ビデオ紹介）

(46)

・人工股関節 ・人工骨 ・インプラント等 医療産業 航空宇宙産業 ・ラティス構造部品 ・複合部品 ・高強度部品等 複合部品類 ・エンジン部品 ・インペラ部品 ・ランディングギヤー等 自動車産業 ・プラスチック金型等 金型産業 ・ギヤーボックス ・エンジン部品 ・マニフォールド等

EBM 応用分野

45

(47)

EBM サンプル Ti6AL4

(48)

AM

EBM サンプル Ti6AL4

(49)

コイワイにおける砂型積層装置問題点

Additive Manufacturing 積層厚、速度等、積層条件・設定範囲の自由度が無い砂粒径、形状の選択が出来ない砂、バインダー共に装置メーカー以外の品が使用が出来ない再生砂の使用が出来ない装置販売に対し、エンジニア不足？サービス体制満足でない鋳造技術を持ったエンジニアが不足？技術問題解決に時間が掛かる

受注量減少への対応

会社案内

経営理念

１、鋳造技術の伝承発展

２、高品質物造りを通じて社会貢献

３、価値ある企業として継続発展

1

事業所

本社工場 2007年開設 神奈川県小田原市

秦野工場 1973年開設 神奈川県秦野市

宮城工場 2004年開設 宮城県柴田郡

2012年開設

インド バンガロール

横浜工場 2005年開設 横浜市戸塚区

2

事業内容

１） 試作・量産鋳物部品の製造販売

材質 ＡＬ，ＦＣ，ＦＣＤ，ＨｉＳｉ，Ｄ２，Ｄ５，その他

２） ３D金属粉末積層品の製造販売

材質 チタン、コバルトクロム、 その他

３） ＣＴによる非破壊検査受託撮影

3

概要

本社工場 ３D積層砂型

３D金属粉末積層

非破壊検査

１０

技術発展

秦野工場 試作鋳物

量産鋳物

３１

価値の創出

宮城工場 量産鋳物

２８

後継者育成

平均年齢２３歳

横浜工場 金型設計・製造

３

技術伝承

4

概要 集約後

本社工場 ３D積層砂型鋳造

試作鋳物各種

３D金属粉末積層

４４

技術発展

３D砂型工法

金属粉末工法

宮城工場 量産アルミ鋳物鋳造

２８

技術伝承

後継者育成

平均年齢２３歳

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会社概要

（ビデオ紹介）

試作・量産生産割合

試作

量産

金属粉末

非破壊検査

６３．５％

３５％

１％

０．５％

試作

量産

7

量産鋳物の紹介

試作

量産

金属粉末

非破壊検査

３５％

量産

8

量産鋳物製品紹介 売上比３５％

GDP重力金型鋳造

薄肉、二重構造管など複雑形状品を

３D試作から短期間で量産立ち上げ

本社工場 2007年開設神奈川県小田原市

秦野工場 1973年開設神奈川県秦野市

宮城工場 2004年開設宮城県柴田郡

インドバンガロール

横浜工場 2005年開設横浜市戸塚区

１）試作・量産鋳物部品の製造販売

材質ＡＬ，ＦＣ，ＦＣＤ，ＨｉＳｉ，Ｄ２，Ｄ５，その他

２）３D金属粉末積層品の製造販売

材質チタン、コバルトクロム、その他

３）ＣＴによる非破壊検査受託撮影

本社工場３D積層砂型

秦野工場試作鋳物

宮城工場量産鋳物

横浜工場金型設計・製造

概要集約後

本社工場３D積層砂型鋳造

宮城工場量産アルミ鋳物鋳造

_０．５％

量産鋳物製品紹介売上比３５％

２０１３年上期実績

・製品アイテム数３５種

・小ロット品１０台～3,000台/月

・製品重量～１５ｋｇ

材質ＡＣ４Ｃ

数量～３０００台

材質ＡＣ４Ｃ

数量２０００

重量１５ｋｇ

材質ＡＣ４Ｃ

数量～１０００台

重量２，５ｋｇ

医療機器その他１０％

材質ＡＣ４Ｃ

数量～１０００台

重量６～８ｋｇ

・インクジェットタイプ大型１台

・インクジェットタイプ大型１台