マグネシウム合金製のパイプ・棒を「変形」する技術

マグネシウム合金製のパイプ・棒を「変形」する技術

  • 金属製品 締切 : 2015.01.18
  • マグネシウムはその素材の特性から「潰したり」「曲げたり」する加工は難しいと言われてきましたが、株式会社マクルウではその定説に挑戦し、マグネシウム合金製のパイプ・棒材を自由な寸法に変形させる技術を確立しました。そこで、このマグネシウム合金パイプ・棒材を「変形」することにより制作するプロダクトのデザインを募集します。
(株)マクルウ / 静岡県富士宮市 (株)マクルウ / 静岡県富士宮市

パイプ加工業に長年従事、そしてマグネシウムとの出会い

パイプ製品の製造販売を行うトシダ工業(静岡県富士宮市)で長年に渡り代表取締役社長としてご活躍された安倍雅史さんは、同社在籍時である2003年、あるきっかけで東大先端研を中心としたマグネシウム合金に関する産学連携コンソーシアムへ参加し、マグネシウム合金と出会いました。

このプロジェクトの目的はマグネシウム合金の塑性加工(材料に大きな力を加えて変形させることによって、目的とする形状に加工すること)を実現することにありました。マグネシウムはその特性から塑性加工が困難であり、鋳造法,特に大量生産の場合はダイカストと呼ばれる、金型に高温で溶かしたマグネシウムを流し入れることで生産する方式が一般的となっています。

それだけ難しいテーマであるということもあり、そうそうたるメンバーによって構成されるこのプロジェクトでしたが、結局、失敗に終わってしまいます。そしてこの取り組みからは一旦離れ、本業の経営に注力する日々を送っていましたが、2010年にご引退され、後進にこの会社の経営を譲った後、頭をよぎったのがあのマグネシウム合金のプロジェクトでした。

第二の人生の挑戦、そして不可能と言われた塑性加工の実現へ

そこで、株式会社マクルウを設立し、それから約2年間、自宅の敷地内の工場で、自動車用パイプ加工の経験を最大限生かすことで、このマグネシウム合金加工と悪戦苦闘する毎日。そして2012年、ついに不可能だと思われていたマグネシウム合金の塑性加工を実現したのです。しかも、約100年前と変わらない設備で。従来のダイカスト製法によるパイプ・棒材と比べ、寸法精度や表面粗度などの向上を実現し、角や楕円などの形状にすることも可能になりました。

この開発成功によって、ビジネスとして本格的にステージをあげることになり、息子さんの安倍信貴さんも脱サラをして同社に参画。現在に至ります。

制作可能な製品例

同社でできることを簡単にまとめると、以下の3つが可能になったと言えます。
 ①既製品のマグネシウム合金の棒材・パイプを好みの太さや形に変形すること
 ②マグネシウム合金の棒材・パイプを曲げること
 ③マグネシウム合金の棒材・パイプを溶接すること

この3つの作業の組み合わせにより、同社で制作してみたプロダクトのサンプルをご紹介します。

【メーカー紹介】株式会社マクルウ / 静岡県富士宮市

設 立:  2010年
所在地:  静岡県富士宮市
代 表:  代表取締役社長 安倍雅史
      常務取締役 安倍信貴
従業員数: 3名
事業内容: マグネシウム合金加工、自社製品の製造販売、OEM生産

【ご参考】マグネシウムの特徴

インフォグラフィックで見るマグネシウムの特徴とその他主要金属との比較です。環境性能も高く、いままさに必要とされているマテリアルであると言えるのではないでしょうか。是非ご覧いただき、その特性がうまく活かされるプロダクトのデザインをお待ちしております。

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デザイン投稿は締め切られました

下記の募集要項やマグネシウムの特性を考慮頂き、世界に発信するプロダクトデザインを是非お待ちしております。

<募集内容>

◇マグネシウム合金棒(直径0.8mm~40mm)、マグネシウム合金パイプ(直径2mm~40mm)を活用したデザイン

◇パイプ断面の形状は、「円」「四角」「六角形」等、左右及び上下が対照であれば加工が可能

◇外部業者と連携することで、マグネシウム合金製板も利用可能 ◇他の素材との組み合わせも可だが、あくまでマグネシウム合金棒・パイプ素材がメインであること

◇「曲げ」「溶接」の加工箇所が増えるのに応じ加工コストが上昇するため、あまり複雑になり過ぎないもの

◇表面仕上げはマグネシウムの素材感を活すことも、塗装をすることも可能

◇製品は片手で持てる程度の雑貨・生活用品で、電気を使わないものとします(インテリア、キッチン、文具/デスク、バス/トイレ/洗面、掃除/洗濯、ガーデニング/アウトドア、ペット用品等)

<報酬>

◇製品開発が着手された段階で賞金5万円

◇実際に販売されたら売上ロイヤリティ3%(10年間)

※製品開発の対象となる作品の数に上限はなく、製品化が可能と判断されれば、いくつでも採用されます。

<応募方法>

◇コンテンツは、すべて画像(JPG, PNGまたはGIF形式)で本サイト内で投稿してください。

◇コンテンツは、企画書、アイデアプラン、アイデアスケッチ、レンダリングCG、図面、実際に制作した試作品を撮影した画像等、自由に組み合わせてご投稿頂けます。投稿は合計6ファイルを上限となっております。

<審査方法>

◇「Want it!」ポイントを多く獲得し、閲覧ユーザーから多くの支持を得ていること

◇応募要項に沿っており、メーカーにて製造可能なこと

◇複雑な構造になり過ぎず、現実的に販売可能な製品価格に収まるデザインであること

※注意事項については利用規約もご覧ください

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  • スパムとして報告する cafechant cafechant 鍋やケトルなど直火にかける製品は製作可能でしょうか?
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS 基本的には可能です。

    まず、マグネシウムリボンのような箔や極細ワイヤーは検討対象から外す必要があります。
    その前提で、通常の条件であれば直火で燃えることはない思います。
    そのうえで、安心感をもつためにはなるべく肉厚にする必要があります。
    更に、合金の成分により難燃性マグネシウム合金が開発されていますので、
    その合金を使うと更に安心感が増します。
    更なるオプションとしては耐熱性コーティングという選択肢もあります。

    過去には、海外ですがマグネシウム合金製焼肉網が開発された例もあったと聞いております。
    強力なニーズであれば、それを克服するための選択肢はいくつか検討が可能です。
  • スパムとして報告する osatou osatou 「電気を使わないものとします」というルールは無くなったのですか?
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS 裸の電球に対してかぶせるランプシェードのプロダクトデザインだと認識しており、ランプシェード自体は電気を使わずパイプのみで問題なく制作・販売できるので問題ありません。
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS 例えばPC筐体を例にとると、筐体を単品で販売するという企画でしたら弊社で責任を持って製品化・販売していくことが可能ですが、電気を使う部分も含めて弊社の製品として販売するという企画でしたら難しいと考えております。
  • スパムとして報告する アイデアマン アイデアマン 時間をかけて作品を作りましたが、今日初めてログインしたら、似たような応募が既にありました。もちろん同じものではないのですが、先に応募された方に申し訳なくって応募は止めようかと、
    企画自体はとても良いですが、同時公開でないとトラブルになりそうです。
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS ご連絡どうもありがとうございます。下記の通り、用途が同じでも別のデザインであれば問題ございませんので、せっかくなのでご投稿頂ければとも思いますが、ご意見については今後の参考とさせて頂きます。
  • スパムとして報告する kotama kotama どのテーマにも共通しますが、先に出ているアイディアと同じアイテムを別の人が後から投稿するのが見られますが、それはありなのでしょうか?アイディアの募集なのか?デザインの募集なのか?
    アイディアの募集ならば、投稿順で優先されるべきだと思います。デザインがいいからと後から投稿したものがポイントを上回って採用になったならば、先にアイディアを出した人が報われません。アイディアを守る為のルールを作って頂きたいです。
    スパムとして報告する osatou osatou 同感です。また、障碍者向け用具など「ニッチだが素晴らしいデザイン」や環境改善製品など「誰かが使ってくれたらうれしいデザイン」が製品化されにくい場になっていることも気になります。
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS ご意見どうもありがとうございます。なかなか難しい論点ですが、各所であえてアイデアと呼ばずデザインと申し上げている通り、現時点ではデザインの募集ということで考えております。したがって、例えばマグネシウム合金を活用したランプシェードのデザイン投稿が2つあっても問題ありませんし、場合によっては2つとも採用することもあり得ると考えております。
  • スパムとして報告する つひ つひ 曲げ強さを知りたいのですが、例えばφ16mmの丸棒と同等のパイプは直径は幾つにりますか?またこれらのkg/mを教えてください。また、Mg合金とステンレスの曲げ強さの比率を教えて下さい。もう1つ、Mg合金でバネなども作られているようですが、弾性にも富む材料なのでしょうか?宜しくお願いします。
    スパムとして報告する TRINUS TRINUS メーカー様からのご回答です。
    -----------------------
    1. φ16mmの丸棒と同等の曲げ応力のパイプ直径
    パイプの板厚の設定によりますので、例えば以下が挙げられます。
      φ18 X t2.4
      φ20 X t1.7
      φ22 X t1.3

    2. それぞれの単重(Kg/m)
      φ16→0.36Kg
      φ18 X t2.4→0.21kg   
      φ20 X t1.7→0.17Kg
      φ22 X t1.3→0.15Kg
      ※重量はAZ31ベースです。

    3. Mg合金とステンレスの曲げ強さの比率
    ヤング率で比較すると以下となります。
      オーステナイト系ステンレス 200kN/mm2
      マグネシウム合金 45kN/mm2

    その他機械的性質の比較は以下です。
     SUS304 引張り強さ 520N/mm2以上
          耐力 205N/mm2以上
         伸び 40%以上
     AZ31   引張り強さ 250N/mm2(代表値)
           耐力 165N/mm2以上(代表値)
          伸び 16%以上(代表値)
     AZ61   引張り強さ 285N/mm2(代表値)
           耐力 165N/mm2以上(代表値)
          伸び 14%以上(代表値)

    4. バネの製作は、バネ性ではなくバネ形状実現の観点で試作しました。
    試作した製品には一定のバネ性がありましたが、バネには絶対的な強度が不足しています。
    今後、バネに適した合金開発が必要と考えます。

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