資料２

会社案内

Additive Manufacturing

2013 株式会社コイワイ

経営理念

Additive Manufacturing

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

Additive Manufacturing

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
横浜工場 2005年開設 横浜市戸塚区
KOIWAI INDIA

2012年開設 インド バンガロール
2

事業内容

Additive Manufacturing

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
工場名

Additive Manufacturing

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

３１

価値の創出

２８

後継者育成車両・船舶・電気他

量産鋳物
車両・船舶

宮城工場 量産鋳物 アルミニウム
船外機・水上バイク用

横浜工場 金型設計・製造

平均年齢２３歳

３

技術伝承

4

概要

集約後
Additive Manufacturing

工場名

生産品目

本社工場 ３D積層砂型鋳造
試作鋳物各種

人員

理念の実践

４４

技術発展

アルミニウム・ダクタイル鋳鉄
鋳鉄・鋳鋼・ステンレス

３D砂型工法
金属粉末工法

３D金属粉末積層
チタン、コバルトクロム
６・４チタン

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会社概要 （ビデオ紹介）
Additive Manufacturing

6

試作・量産生産割合

１％

Additive Manufacturing

０．５％
試作

３５％
量産

試作

６３．５％

量産
金属粉末
非破壊検査
7

量産鋳物の紹介

Additive Manufacturing

試作３５％

量産

量産
金属粉末
非破壊検査
8量産鋳物製品紹介 売上比３５％Additive Manufacturing

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

水上バイク・船舶エンジン・車両用過給機他

イテークマニホルド

９０％

材質 ＡＣ４Ｃ
機種 18機種
数量 ～３０００台/月

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
10

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

11

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

12医療機器 その他

１０％
８機種
材質 ＡＣ４Ｃ
数量 ～１０００台 /月
重量 ６～８ｋｇ

X線管球ケース
13

試作鋳物紹介Additive Manufacturing

試作試作
６３．５％

量産
金属粉末
非破壊検査
14

コイワイ試作鋳物特徴

Additive Manufacturing

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

試作鋳物紹介
売上比６３．５％

Additive Manufacturing

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

自動車・トラック・建設機械・船舶エンジン部品他

EVインバーターケース

シリンダーヘッドターボチャージャー

ＥＶモーターケース

フロントサス・フレーム

リアサス・フレーム

EVインホイールモーター

シリンダーブロック

インテークマニホルド

17
ミッションケース

試作鋳物紹介

Additive Manufacturing

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

車両用過給機 ターボチャージャー

19

車両用過給機 ターボチャージャー 木型製作事例

ターボ部品 コンプレッサーハウジング木型工法鋳造
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

主型 上型

主型 下型

従来の木型製作 工作機械加工 ＋ 匠の技

中子 スクロール型

鋳物完成工期 １０日間

中子 寄せ型

20

車両用過給機 ターボチャージャー ３Dプリンター事例

ターボ部品 コンプレッサーハウジング積層砂型鋳造
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
主型 上型
３Ｄ 積層造形

主型 下型
３Ｄプリンター ＋ 鋳造技術

鋳物完成 工期 ２日間

工期

１/5
中子 スクロール型

中子 寄せ型

21

３Dプリンター導入？

Additive Manufacturing①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

３Dプリンター導入？

Additive Manufacturing②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

３Dプリンター導入？

Additive Manufacturing③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

３Dプリンター導入？

Additive Manufacturing④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

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

Additive Manufacturing

外的要因
内的要因
26

３Dプリンター導入効果
外的要因

Additive Manufacturing①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

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27

３Dプリンター積層砂型工法(ビデオ紹介）

Additive Manufacturing28

積層装置比較

Additive Manufacturing

装 置 名

EOS－S
EOS-S

S-Print
S-Print

造形 領域

720 x 380 x 高さ380730mm 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

レジンコーテッド

フラン自硬性タイプ

砂種

29

レーザー焼結積層工法 （ビデオ紹介）

Additive Manufacturing30

レーザー焼結積層工法

Additive Manufacturing

１．５Kg～４ｋｇ 積層造形時間 ８H ～ １２H

31

インクジェットプリント砂型積層装置(ビデオ紹介）

Additive Manufacturing32

インクジェットプリンター積層工法

Additive Manufacturing

２ｋｇ～６ｋｇ 積層造形時間 ８H ～ １２H

33

大型インクジェットプリンター積層装置(ビデオ紹介）

Additive Manufacturing

34

大型装置による積層事例

Additive Manufacturing

工期 １/10４００

木型工法 ⇒１カ月
積層工法 ⇒３日間

５００

造型時間 １５時間
造型砂重量 ６０ｋｇ
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
35

大型装置による積層事例

1,800

Additive Manufacturing

1,000

７００
中子 １８０ｇ

× 650個造型時間２４H
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

36

大型装置による積層事例

Additive Manufacturing

1,000
1,800

７００

少量生産品の場合は、各種砂型の同時製造も可能

37

３Dプリント新工法紹介

Additive Manufacturing

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
適応材質
Ti Ti6AL4CoCr

Arcam A238

Arcam A2 仕様

Additive Manufacturing

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

39

Electron Beam Melting

Additive Manufacturing

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

Arcam A1：装置外観

Additive Manufacturing

タッチスクリ－ン
モニタ－

電子ビームガンコントロ－ルユニット

観察用窓

高電圧電源部

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）

41

Arcam A２ 装置内部

Additive Manufacturing

遮熱シールド電子ビームガンパウダーレーキパウダータンク

造形BOX
200×200×３５０

造形テーブル
200×200

42

造形完成までの流れ
Additive Manufacturing（STL、バイナリー）

機能的な金属部品が完成します

３Ｄ ＣＡＤファイルは、ＳＴＬファイル

ＥＢＭプロセスにより金属パウダ－に変換します (by Magics)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

CAD to Metal(by Magics)*標準3Dフォーマット

STL, VDA, IGES, STEP, native CADand etc.

43

EBM （ビデオ紹介）

Additive Manufacturing

EMBサンプル44

EBM 応用分野

Additive Manufacturing

医療産業
・人工股関節・人工骨・インプラント等

航空宇宙産業

自動車産業

・エンジン部品
・インペラ部品
・ランディングギヤー等

・ギヤーボックス
・エンジン部品

複合部品類

金型産業

・ラティス構造部品
・複合部品
・高強度部品等・プラスチック金型等

・マニフォールド等

45

EBM サンプル Ti6AL4

Additive Manufacturing46

AM
EBM サンプル Ti6AL4

Additive Manufacturing47

コイワイにおける砂型積層装置問題点

Additive Manufacturing

砂粒径、形状の選択が出来ない
再生砂の使用が出来ない
積層厚、速度等、積層条件・設定範囲の自由度が無い
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
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

装置・材料共に非常に高価！！

48ありがとうございました

Additive Manufacturing

株式会社コイワイ