電磁誘導技術概要資料ロックツールジャパン代表神谷毅 2015/5/18 1 会社概要 本社HＱ : フランスリヨン郊外（Aix Les Bains) 設立Establishment: 2000年 営業所Sales: 東京 (JP), アトランタ (USA), 台中 (Taiwan) デモセンターDemo Center : IVW(Germany), 台中 (Taiwan), Charlotte (USA), 長野 (Japan), Rivalta Scrivia (Italia) 事業内容Business: 革新的な成形プロセス、加工技術及び誘導加熱置の販売電磁誘導加熱特許の利用ライセンシング  Listed on Nyse Eunonext Paris Stock Market 2 RocTool 営業拠点 France Taiwan USA Japan Italy Germany Headquarters & Demo Center Office & Demo Center RocTool Inc. Office & Demo Centers Office & Demo Center Demo Center RocTool GmbH Office & Demo Center マーケット Aerospace Consumer Products Electronics Automotive Sport and Leisure Energy Cosmetics Demonstration Center 1.Private Live Demonstration (無料プライベートデモ） 2.Private Trials ( before production) 有償個別トライアル 3.Tooling ( Mould) modification support for induction 有償誘導金型改造サポート Please visit to http://roctool.jp/demo/ 5 主要な４つの事業サービス特許利用とライセンス技術供与誘導加熱装置販売加工技術サポート加熱熱冷却解析サポート加熱冷却機構設計サービス 6 主要な技術サービス電磁誘導効果解析フロー解析 * (RocTooL社解析ソフトによる) 熱流動/熱解析電磁誘導加熱金型設計解析 7 当社の技術サービス１デモンストレーションサービス無料（お客様持込材料によるトライアルは有料）国内にある当社の電磁誘導加熱装置のデモンストレーションをご覧いただくことができます。またお客様のご使用の材料を当社の装置を利用して成形を確認するトライアルができます。誘導加熱適合性レポートサービス (Feasibility Analysis) 無料部品図面、材料データ、製造上の課題をお客様からご提供いただき、誘導加熱システムを利用することで改善できるかの見込みをレポートいたします。また製造工程上の課題を解決するための必要な部品および金型設計上のポイント、部品の熱フローシミュレーション、誘導金型の加熱シミュレーションなどのご提案とお見積り、必要なシステム装置導入費用や必要な電力消費量見込み、などお客様が誘導加熱を利用する場合のメリットや概算の費用をレポートいたします。また既存の金型の誘導加熱への改造のご相談もお受けします。 8 当社の技術サービス２フロー解析サービス (Flow Analysis) 有料誘導加熱による成形加工の部品製造上の課題、そり、成形不良（樹脂充填不足）などの解決を目的としたロックツールのフロー解析ソフトを行い適切な誘導加熱金型設計上のポイント（ゲート数、位置、誘導コイル設計など）や誘導加熱パラメータとともに誘導加熱を行った場合のフローシミュレーションをレポートいたします。誘導加熱金型熱解析サービス (Thermal Mould Tool Analysis) 有料部品のフロー解析をもとに、金型内の誘導コイルの適切な設計をロックツールの解析ソフトなど利用して金型加熱シミュレーションをご提供します。 9 当社の技術サービス３誘導加熱金型ＣＡＤ設計サービス (Induction Mould CAD Design Service) 有料お客様の金型CADデータをお預かりし、当社で誘導コイルの加熱機構と冷却ネットワークの設計を行いお客様にご提供します。お客様は当社の提供する加熱冷却ネットワーク CAD図面をもとにお客様のお取引先金型製作メーカー様でご製作いただきます。当社は金型製作メーカー様へのサポート、および必要部品(誘導コイルなど)の納入を行います。当社にて電磁誘導加熱金型の製作請負も承ります。 10 電磁誘導による金型表面加熱の原理金型内部拡大図: 金型の表面磁性体金属誘導電流絶縁体（ガラス繊維、セラミック）熱の拡散インダクタ (誘導コイル) 磁場投入交流電流 10kHz – 50kHz  交流電流をインダクタ(誘導コイル）に流れると磁場が発生し金型内にインダクタに流れる電流と逆向きの誘導電流が金型内に流れます。  磁場の強さ（誘導電流の密度）は電流の出力、周波数電気容量、誘導コイルの巻き数や形状、金型の材料特性、サイズ、誘導コイルの配置などにより変わります。  金型内に流れる電流は主に金型表面に集中して誘導され金型内の電流が鋼材の抵抗現象により熱が発生し金型の表層部分を急激にかつ正確に加熱します。  そして金型表面から遠くなるにつれ誘導電流の密度は著しく減少し加熱効果が低下します。 11 電磁誘導の原理 Inductor Inductive currents Magnetic Field Lines Ｃａｖ側 EM Skin Depth δ≈ δ ρ µr f ρ : Electrical Resistivity µr : Relative Permeability Induced currents f : Frequency Electro-conductive body 2015/5/24 12 電磁誘導加熱のメリット-3iTech ® Cavity Inductor - 誘導電流の発生キャビティ成形表層加熱経路長の制限なし加熱する３Ｄ形状の制限なし加熱するパワーの制限なし最適な加熱分布が可能電熱棒ヒーターと異なり金型自体が発熱成形キャビテイ面の数ミリ内部側から5秒から10秒の急速加熱が可能部分的な急速加熱 13 正確なキャビティ表層部への加熱非磁性体インダクタキャビティ拡大図磁性体鋼材 𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 ≅ 𝑯𝑯𝟐𝟐 . 𝐒𝐒 . 𝝆𝝆. 𝝁𝝁𝒓𝒓 . 𝒇𝒇 Surface Magnetic field Alloy ρ Alloy Non magnetic alloy Magnetic alloy Frequency Electrical resistivity (μΩ.cm) 75 25 Frequency 1= 10kHz μr Relative permeability 1 50 の極小の狭い深さに集中する 4.3 0.35 0.44 10.4 (kW/m²) 表層部空気対流誘導コイル部 factor 26 δ 最小の弱いエネルギーが被加熱物の広い幅の深さに広がる最大の強いエネルギーが被加熱物 Power 1 Inductor cavity 非磁性鋼材の場合磁性鋼材の場合 δ Deepness (mm) Inductor cavity δ 14 3iTech® – インダクション金型デザイン 3D groove network PDA - Part design PDA – Tool design 誘導インダクタ PDA – Final Part 水冷ネットワーク 15 電磁誘導コイル（インダクタケーブル）経路形状による誘導効果の違い型の表層の狭い部分に集中的に加熱熱可塑性強化繊維複合材同士のウェルディング加工例（熱融着）: PEKK/CF @ 380 degC サイクルタイム５分以内加熱 60秒 90→380℃ 加圧 60秒冷却 140秒加圧 10 Bar 17 電磁誘導に適応する金型鋼材の選択金型鋼材アルミニウム 1.2311 (P20/SKD11) 1.2343 (H11/SKD6) (H13/SKD61) ステンレス 1.2316 JIS SUS42012 電磁誘導率(加熱効果) X △ ○ ◎ 熱伝導率 (冷却効果) ◎ ◎ ○ △ 表１金型鋼材の違いによる電磁誘導と熱伝導効果の違い表示レベル例（◎もっとも優れている XX もっとも劣っている） 18 誘導加熱システム構成図キャパシタボックスクーリングユニット誘導加熱装置機械を制御するコントローラ 19 パーフォーマンスベンチマーク加熱スピード電磁誘導加熱方式 up to 25°C/sec フロー加熱式 (スチーム; 加圧熱水) up to 10°C/sec 電気ヒーター式 up to 5°C/sec 加熱最大温度 400°C or more エネルギー消費 1 up to 140°C 2-3倍の消費 MATERIAL AND DESIGN (2010) 382–395 Research of thermal response simulation and mold structure optimization for rapid heat cycle molding processes, respectively, with steam heating and electric heating Guilong Wang, Guoqun Zhao *, Huiping Li, Yanjin Guan up to 300°C 5-10 倍の消費 …Additional key points : Steel; Size; Complexity 20 加熱効果の違い温度時間エネルギー消費比較（Flextronics社の事例） • 加圧熱水システムと誘導加熱システムの消費エネルギー比較 Induction:誘導加熱 FSKP : Flextronics Knitless Seamless Process 結論: 誘導加熱プロセス(0.14 kWh)は加圧熱水(0.26 kWh).に比較し消費エネルギーが少なくすることができる。 Flextronics社が自社成形工程で採用してきたFSKPシステムであるニットレス、シームレススチーム加熱システム（自社特許）の生産ラインとROCTOOL社の誘導加熱を使用した生産ラインとを実機で比較した実証結果。プラスティック成形事例 Plastic Injection プラスティック成形事例 23 表面品質の改善高光沢性とマット、シボの一体成形ウェルドラインの改善 Surface Quality Defects reduction シンクマークの減少や形状や厚みによる成形問題の改善 26 MuCell® と RocTool 技術の効果 MuCell® • 軽量化 • 材料の軽減 MuCell® l ® • 寸法安定性 RocTool : • 最高表面品質 • 製作工程の改善 • 部品全体の品質改善 RocTool + MuCell® Cage System® - プラスティック成型事例誘導加熱無し Molding T°C: 60C 誘導加熱有り Molding T°C: 150C - エンジンカバー – PP/FG – 表面のスキン層のフィラーがない 28 Cage System® - プラスティック成型事例誘導加熱無し Molding T°C: 180C 誘導加熱有り Molding T°C: 330C - エンジンカバー – Peek/CF(20%) – フロー長が長く成形できる 29 Surface Quality 疑似ホログラム転写成形電磁誘導加熱電磁誘導加熱なし 30 Surface Quality ホログラム成形（意匠転写）ＰＭＭＡ使用ＡＢＳ使用 31 RocTool のレーザーエッチング加工転写性能 with RocTool Technology: Better Replication of Mold and Low Gloss Improvement RocTool Technology 従来成形工法 Case 1 Mold Plastic Part Material: PC Mold Temperature: 80°C/176°F *VDI 3400 (CH) Case 2 Case 3 VDI* Ra (µm) VDI* Ra (µm) VDI* Ra (µm) 22 1.43 24 1.85 27 2.47 17 0.8 19 1 22 1.34 Case 1 Mold Plastic Part Material: PC Mold Temperature: 160°C/320°F *VDI 3400 (CH) Case 2 Case 3 VDI* Ra (µm) VDI* Ra (µm) VDI* Ra (µm) 22 1.43 24 1.85 27 2.47 21 1.22 23 1.67 26 2.3 • • • RocTool Heat & Cool Technology 最高表面成形品質レーザーテキスチュア転写性能自動車採用例: 内装例 BMW 1 Serie – Air Vents Trim Peugeot 208 – Decoration Trim and Air vents Audi A8 – Centrale Console BMW 3 Series – Air Vents Trim 自動車採用例: 内装成形部品 Renault Zoe – Central Cluster Citroen C4 Cactus – Interior Trim BMW 7 Series – Rear Entertainment System Mercedes –Benz S-Class – Rear Entertainment System 家電製品採用例: コンピュータ、携帯端末 LapTop A and D covers Electronic Accessories Electronic devices Smartphones Battery covers and Body parts 3itech® – Tool design examples 1/3 Compression 3iTech® ３Ｄ深いデザイン Interior part 37 3itech® – Tool design examples 3/3 End of heating 38 3itech® – Tool design examples 1/2 Compression 3iTech® 可動部への加熱 Laptop 39 3itech® – Tool design examples 2/2 End of heating 40 誘導加熱によるチクソモールディング - マグネシウム合金成形 : Thixomoulding Plaque 250x180x1.2mm オイル加熱 ~260°C – Tmould ~210°C V~3m/s ウェルドライン多孔性が見られる RocTooL Generator 100kW 誘導加熱 Tmould ~350°C V~2m/s ウェルドラインがない多孔性が見られない - Thixomoulding + CF (wettability, filling) - Die Casting, MIM… 41 ドイツＫ－ＳＨＯW2013デモンストレーションサンプル • 成形機: Engel Injection Press 300T • 金型Heat & Cool方式: 3iTech® • 金型両面誘導加熱 • 標準水冷却方式 • タブレット板厚: 0.8mm • 材質: PC/ABS with 10% GF • 金型加熱温度: 80°C -170°C- 80°C • 加熱時間 : 6 sec. • 冷却時間 : 26 sec. タブレット型筐体成形サンプル • 誘導加熱装置: 100 kW 42 PC/ABS GF10% タブレット成形 80℃→170℃6秒瞬間加熱デモンストレーション動画タブレット成形金型 43 PC/ABS GF10% タブレット成形 80℃→170℃6秒瞬間加熱デモンストレーション動画 44 Thank you for your attention ! レーザーテキスチュア加工による最高表面転写品質（ネットワークボックス）詳しくは日本語ホームページをご覧ください。