創形創質工学部会 ロードマップ指針
部会活動方針：鉄鋼材料に所要の形状と機能を付与する加工技
術及びそれにより製造された製品の利用利術の開拓を目指す

力学･モデリング

加熱･冷却

最適な製造プロセスの開発
材料の機械的性質の向上
高機能材料の開発

材料組織の造り込み
省エネ製造プロセスの開発

計測･可視化
最適な製造プロセスの開発
材料の寸法精度の向上
材料の機械的性質の向上

数値解析
最適な製造プロセスの開発
材料の寸法精度の向上
高機能材料の開発

トライボロジー
工具の長寿命化
材料の表面性状の向上

大項目及びそれに関連した代表的な具体的目標

2024年5月

数理モデリング2010
社会的ニーズ
学術的ニーズ

加熱･冷却

力学・モデリング

2020

2030

2040

複雑な創形創質プロセスシミュレーション技術の確立

現実と同等のプロセスシミュレーション

現象の解明とモデル化

省資源化ものづくりの加工・組織・機械的特性

高精度・高速解析手法

ための数値解析の援用

統合プロセス解析

B: 界面熱移動現象のモデル化

BE: 界面熱移動現

B: 界面熱移動現象の解析手法

象解析技術

A: 加工・組織・

B: 損傷発展・損傷解消の力学モデル化

機械的特性統合
プロセス解析
A: 多軸応力場・セスの高精度シミュレー
ション

材料組織・特性および形状を高精度に予測できる加工プロセスシミュレーション

AB: 結晶塑性理論，分子動力学，フェーズフィールズ法

構成式および損傷

数値解析精度および解析による数値解析発展の高精度な予速度の向上

測技術

B: 残留応力予測解析技術

高精度計測・

B: 高精度ミクロ材料計測技術

可視化技術の確立

AE: Insitu 組織解析技術（中性子など）
トライボロジー

試験不要な創形創質プロおよび解析速度の向上

B: 大ひずみ・複合負荷に対する高精度構成式

BE: データ同化，デジタルツイン，ビッグデータ利用技術

計測･可視化キーワード・目標

加熱・冷却の解析精度

B: 加工・熱処理材質予測モデル

B: 高精度な焼結，AM のモデル化および数値解析技術
数値解析

2050

BE: 接触界面の摩擦・摩耗の高精度なモデル化

BCDE: プロセスにおけトライボロジー予測技術

る工具寿命の高精度予測の確立

各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A: ナショプロ相当課題，B: 研究会対応課題，C: フォーラム重点課題，D: 各企業内対応課題，E: 他分野との連携課題
各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字: 既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

トライボロジー
大項目
研究ニーズ(技術的・社会的)

2020

2030
加工エネルギー低減
環境対応型潤滑2040
操業の高速化
超高強度・難加工材の製造

加熱･冷却

2050

具体的目標

操業の安定化
メンテナンスフリー

CE: 加工発熱・摩擦発熱の定量化

力学･モデリング

計測･可視化

CE: 摩擦構成式の高精度化

摩擦構成式の確立

CD: 操業中の潤滑状態のモニタリング

安定操業

数値解析

トライボロジー
AB: 工具と被加工材表面の相互作用の解明

BC: 摩耗粉発生，工具移着現象の解明

摩耗粉・移着の抑制
焼付き・黒皮の制御
再潤滑理論の構築
生産性向上「圧延ロール界面現象の見える化」研究会

BC: ロール・工具の寿命予測技術の開発

CD: ロール・工具材料の新規開発

工具の長寿命化
メンテナンスフリー

BC: 実加工条件下の潤滑剤の物性解明

CD: 新規潤滑剤・被覆・潤滑方法の開発

荷重低減，表面性状改善

A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題，E:
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題との課題

粉粒体工学
大項目
社会ニーズ
研究ニーズ

加熱･冷却

2010

2020
EV 部品への対応
高精度化技術2030
CN への対応
DX 技術, AM 技術

B: 環境負荷の少ない焼結プロセス技術

2040
サーキュラーエコノミー
リサイクル技術2050

B: 完全資源循環・再資源化技術
B: 省エネ焼結技術
B: 焼結·塑性加工融合技術

力学･モデリング

B:粘性流動成形技術 B:高精度ネット成形技術 B:マイクロ·高密度·高精度複雑形状ネット成形技術

計測･可視化

数値解析

B: 型レス成形技術
B: 粘性流動成形技術
B: 型レス成形技術

トライボロジー

B: レアアースレス材料製造技術

ここで，各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題，E:他分野との連携課題
また，各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

具体的目標

省エネ製造プロセスの最適化

焼結機械部品の特性向上
機能性微小デバイスの開発

３次元構造の高精度化

粘性流動プロセスの最適化
粉末流動・充填の最適化

切削工具の長寿命化

創形創質工学部会ロードマップ

板圧延および板成形分野

2010
社会ニーズ
研究ニーズ
１．加熱冷却の高度化
２．力学・モデ
リング基礎理論
３．数値解析法

2020

省エネ

高強度材

５．トライボロジー

2040

高強度材の圧延・成形

2050
ネットゼロ
GHGへの挑戦
省加熱圧延と成形

鉄源多様化
低品位材の圧延・成形目標と目標達成
後の姿

D:薄板・厚板の板面内均一冷却
A:熱制御
材料科学

スケール制御の実現

B/D:材料構成則と塑性モデリング

圧延時ミクロ・マクロ現象のモデル

D:IoTを利用したFB・FFおよびセットアップ

B/D:冷間での潤滑発現メカニズム

平坦度制御の自在化△材料組織の創製と高機能材料の開発

D:連続焼鈍炉内の蛇行・形状制御
D:板成形中の部分熱処理

D:数値解析による圧延・成形のデジタル可視化

４．計測および可視化

2030

D:熱技術利用による板成形の高機能化

A/B:二相域圧延の理論と技術〇超高強度版の冷間成形◎低品位高強度材の二相域圧延による創製

高度制
御・モニタリング△高度品質保証

成形時ミクロ・マクロ現象のモデリング
B:高効率高精度な圧延・成形フルモデ
ルによる不均一・非定常変形解析

A:ナショプロ相当
B:研究会内C:フォーラム重点
D:企業内
E:連携:マイルストーン:実施中研究会
赤字:2022着手済み

圧延時そり・蛇行・ガタのモデル
デジタル可視化の実現

D:圧延データ利活用のための圧延画像処理技術
B:内部状態のオンライン計測（温度、組織、残留応力）

B/D:圧延・成形での潤滑および摩耗発 メカニズムの解明
現メカニズム
B:圧延・成形での高度
アクティヴ潤滑制御◎金型負荷の劇的な低減と摩耗低減

棒線工学

社会ニーズ
研究ニーズ

2010
低炭素
省エネルギー

2020

2030
→
デジタル改革高度な加熱･冷却

D:制御圧延技術

高度な加熱･冷却

B:制御冷却技術

2040

2050
ゼロカーボン

B+D:材料組織の造り込み

キーワード，目標
環境と経済性を両立させた棒線製造技術

材料組織制御の実現

B:製造過程ミクロ･マクロモデリング
高度な力学

B:高機械的性質(高強度･高延性)棒線の製造技術

高品質棒線の製造

C:製造過程モニタリング
高度な計測
高度な計測
高度な数値解析

C:高効率･高速･高精度･省エネルギープロセス開発
A:複合材料製造プロセス開発

B:製造過程モデリング

B:残留応力制御技術

製造過程の最適化実現
高機能材料の開発
残留応力最適化の実現

B:表面性状モデリング
高度な数値解析

B:高表面性状･疵なし線材の製造技術

高表面性状棒線の製造

C:界面状態モニタリング
トライボロジー

C:工具寿命予測技術

ここで，各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題，E:他分野との連携課題
また，各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

長寿命工具の実現

切削工学
大項目
社会的ニーズ
技術的ニーズ
力学・モデリング

加熱・冷却

計測･可視化

トライボロジー

2010
省エネ，省資源
工具の長寿命化

2020

2030
→

高能率切削条件の探索

2040→
快削材料の開発

2050
環境負荷の低減
切削性予測

B/C/D:難削材料の高能率切削加工技術
C:鋼種、熱処理条件と被削性

C:切削温度測定・解析技

マイルストーン 1（2030 年代中半）
数度の研究会成果を踏まえ，中高炭素鋼快削技術の確立

マイルストーン 2（2050 年まで）
難削性予測シミュレーションを開発し，最終目的を達成

C:鋼種、熱処理条件と被削性
E: 工具摩耗損傷予測技術

ここで，各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題，E:他分野との連携課題
また，各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

具体的目標
高硬度材料の快削性向上
および加工技術の開発
熱処理による組織変化と被削性の関係明確化(切削抵抗,切屑形態,面性状)
高硬度材料の切削機構解析(切削温度の視点で)熱処理による組織変化と被削性の関係明確化(工具摩耗)
工具の長寿命化創形創質工学部会ロードマップ
2010
社会ニーズ
研究ニーズ

人手不足
高能率化

接合結合分野
2020

2030

2040

解体需要の増加接合と分離の共存

2050

A:ナショプロ相当
B:研究会内C:フォーラム重点
D:企業内
E:連携:マイルストーン:実施中研究会
赤字:2022着手済み

目標と目標達成
後の姿
１．高能率溶接法

２．分離前提接合

B:ノベル・ジョイニング技術

B:接合・分離共存技術

高能率溶接・接合プロセス技術の継続的進歩

分離を前提とした接合技術の普及

鋼構造品工学
大項目

2010

2020

2030

2040

C:CN 対応輸送システム配管等安全性
数値解析

計測･可視化D:貯留設備耐食防食技術

具体的目標
ガス輸送配管解析
CO2 環境再現試験

A:洋上大規模風力設備の破壊安全性確保

耐疲労、腐食疲労技術

C:次世代燃料船、環境負荷低減技術

環境負荷低減技術

C:社会インフラ長寿命化技術
力学･モデリング

2050

C:水素インフラ用フェライト鋼の利用技術
D:建築用超高強度鋼の利用技術
C:制震･耐震デバイスの設計技術

ここで，各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題，E:他分野との連携課題
また，各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

維持管理、保全技術
水素脆性評価、鋼材開発
接合技術、安全基準
極厚低 YP 鋼他開発

大項目
社会的ニーズ
技術的ニーズ１．加熱･冷却２．力学･モデリ
ング

2010

管工学
2030

2020

軽量化
高強度材の成形・加工技術

省エネ・効率向上
高効率サイズフリー造管技術

2040

2050

具体的目標

カーボンニュートラル
難加工材(高合金鋼)の造管技術

高精度材料構成式の開発

A: 大ひずみ複合負荷経路における材料モデリング技術の開発
高精度変形予測モデル

A: 完全スケジュールフリー造管技術開発

サイズ（肉厚，外形）フリー造管技術の開発
偏肉管の製造技術の開発

BC: サイズフリー造管技術開発

偏肉管の造管・変形モデリング

D: 次世代シームレス造管技術

３．計測･可視化

B: 画像解析応用技術を用いた鋼管成形性評価技術の開発
B: 二次加工性評価試験方法

変形挙動の可視化

二次加工の成形限界把握とモデル化

A: 冷間・熱間多軸応力試験機の開発
D: 高精度・高能率熱間ＮＤＩ・計測技術
検査・計測の自動化

４．数値解析５トライボロジー

A: プロセスシミュレータ(シームレス管，溶接管，大径管)

ここで，各項目の先頭に附された記号の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
A:ナショプロ相当課題，B:研究会対応課題，C:フォーラム重点課題，D:各企業内対応課題
また，各項目に付けられた色の意味は以下の通りである．(各部会において共通)
赤字:既に取組済みの課題，青字:今後の取組予定の課題

高強度・高機能ラインパイ
プ用鋼管の開発
高合金のマンネスマン圧延技術
高寸法精度圧延技術（冷牽省略）
変形抵抗および成形限界の高精度試験方法の標準化
鋼管の検査技術の開発
プロセス間計測やデータ管理，制御等 IOT 技術の開発
高精度な造管・溶接プロセ
スシミュレータの開発

創形創質工学部会ロードマップ

冷却フォーラム

2010
社会ニーズ

2020

省エネ

2030

高強度材

2040

鉄源多様化

研究ニーズ

ROT冷却技術高度化

１．加熱・冷却

BC：伝熱境界条件の定式化（沸騰形態、クエンチ現象、噴流形状、姿勢、表面性状）

AI・材料・伝熱等 他分野連携A:熱制御
材料科学

２．力学・モデリング
３．計測・可視化

2050
ネットゼロ
GHGへの挑戦
省加熱圧延と成形

BD：冷却手法（冷却速度制御）の設計技術

BC:スケール物性温度依存性モデリング

スケール制御の実現

BE：圧延における加工・伝熱現象・材料組織複合現象解明
新技術創出への参画

B:実験逆算手法への鉄鋼物性導入（変態含む）
B:冷却流体のシミュレーション技術の高度化
B：冷却流体シミュレーションと伝熱境界条件予測の統合
BE：冷却現象・材料組織の統合シミュレーショ
ンプラットフォームの構築（流体・物体内温度、金属組織）

５．トライボロジー

目標と目標達成
後の姿◎最適な製造プロセスの開発（AIとの統合による操業技術の抜本的向上）◎他分野との協業による現象解明制御技
術への貢献

B:耐熱高応答表面計測技術
B:沸騰面可視化技術

４．数値解析

A:ナショプロ相当
B:研究会対応
C:フォーラム重点
D:各企業内対応
E:他分野との連携:マイルストーン:実施中研究会
赤字:2023着手済み

BE：トライボロジーにおける伝熱現象解明への参画△沸騰現象の解明高度化○材料組織の造込み◎省エネ製造プロセスの開発○材料組織・特性予測と最適製造プロセスの開発