住友重機械工業、クルマの車体を約30％軽量化できる世界初の製造システムを開発

高精度なフランジ付きの連続異形閉断面を成形加工できる新しい製造システム「STAF」

　住友重機械工業は1月8日、自動車のボディやフレームなどの車体部品を大幅に軽量化できる新しい製造システム「STAF（Steel Tube Air Forming：スタッフ）を開発したと発表した。

　STAFでは、プレス機の金型に鋼管をセットしたあとに「通電加熱」「高圧空気注入」「成形」「焼入れ」という工程を連続して実施。高精度なフランジ付きの連続異形閉断面を成形加工できることが特徴となる。

STAFのプロセス概要

　これにより、ハイドロフォーミングが持つ「連続した閉断面構造を成形できる」特徴と、ホットスタンピングが持つ「鋼板を加熱してプレス成形と同時に焼入れし、1500MPa（メガパスカル）級の引張り強度に加工できる」特徴の双方のメリットを手に入れることが可能。軽量さに加えて高強度・高剛性な閉断面部材が製造でき、さらに世界初となるフランジ同時成形技術により、これまでハイドロフォーミングなどの課題となっていた他部材との結合に必要なフランジを別物として溶接する工程が廃止になる。

ハイドロフォーミングとホットスタンピングのメリットを両立

　この結果、同じ強度条件で部材の肉厚を薄くすることが可能になり、クルマのボディをSTAF構造に置き換えた場合、従来の構造と比較して約30％の軽量化を実現。また、板プレス加工に必要な「ブランキング」「トリミング」が不要になり、成形後の歩留まりを90％程度まで向上させ、部品点数の削減によって大幅にコストを低減できる。このほかにも製造工程のシンプル化、生産効率の向上といったメリットも持っている。

　今後は部位ごとに980MPa～1500MPaの引張り強度を制御できる局部焼入れ技術、肉厚の異なるパイプを材料として使う差厚成形技術の開発を進め、多くの自動車車体部品に適用できる技術の確立を目指すという。すでに車体部品での適用に向けて大手メーカーとの検討を開始しており、2017年度からの商品化を目指している。なお、同社は1月13日～15日に東京ビッグサイトで開催される「第6回クルマの軽量化技術展」（事前登録で入場無料）の会場で、STAFを使って生産されたパーツを展示する。