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日本製鉄、次世代鋼製自動車に対応するソリューション技術を進化

2021年5月13日 発表

NSafe-AutoConceptで想定する車体向け鋼材の強度分布図

 日本製鉄は5月13日、2019年に発表した次世代鋼製自動車コンセプト「NSafe-AutoConcept(NSAC)」のソリューション開発を進化させ、次世代鋼製自動車に対応するNSAC技術の適用範囲を拡大し、クライアントを含めた社会的価値を創出する取り組みを強化していると発表した。

 日本製鉄は、車体に1470MPa級ハイテン(日本製鉄が開発した高強度の鋼材)や2.0GPa級ホットスタンプ(熱間プレス)材、シャシーに980MPa級熱延ハイテンなどの最大適用を中心とする鋼材の一層の高強度化と超ハイテン適用比率アップにより、アルミ車体同等の軽量化が可能と考えているが、このような超ハイテンの適用には、部品機能の向上、一体化によるコストダウンを実現する複雑形状の成形技術が同時に求められるだけでなく、ホットスタンプ技術においては、加工と同時に焼入れを行なう成形手法に起因する低い生産性が課題で、生産性向上技術が求められていた。

開発工法の適用対象部品

 そこで日本製鉄は、超ハイテンの成形技術課題に対して、NSACを構成する加工技術群(NSafe-Formシリーズ)の拡充を進めてきた結果、クライアントの実用化実績が増加。2021年4月19日には、公益財団法人市村清新技術財団より「市村産業賞貢献賞」を受賞。「自動車の進化を支える超高強度鋼板加工技術の開発」は、この“NSafe-Formシリーズ”の中核をなす技術となっている。

 また、ホットスタンプの生産性向上についても、日本製鉄はいち早く水を冷媒とする直水冷技術を開発。生産性を約3倍に高め、生産コストを大幅に削減できることにくわえて、金型表面への素材のメッキ凝着を抑える効果もあり、ホットスタンプの適用拡大と合わせ、この技術の実用化も進められている。

 部品構造開発の観点では、コンピュータ上で物理現象を再現する衝突CAE(Computer Aided Engineering)を活用し、先進材料や新接合技術と組み合わせて、大幅な軽量化を実現する部品やモジュール構造提案を実施している。

成形困難な結合部形状
開発工法による超高強度鋼板部品
直水冷高生産ホットスタンプ技術
2.0GPaホットスタンプTWB構造によるセンターピラー軽量化技術

 また、従来より提案している材料開発、構造・機能設計、工法開発の主要要素技術にくわえ、自動車車体の剛性や衝突試験技術、Model Based Development(モデルベース開発)に貢献するバーチャル設計技術などの性能評価・解析技術群を新たにNSAC技術としてメニュー化。日本製鉄はこれらの技術で、クライアントの次世代鋼製自動車の設計・開発を支援するとともに、実車での試作試験工数低減による開発コスト削減を実現するとしている。

NSafe-MATによる材料破断予測
NSafe-SPOTによるスポット溶接部破断予測
NSafe-QSDによる面ひずみ発生領域の可視化
NSafe-SVを用いた剛性可視化