シナリオ1：金型のレーザー硬化
グリーンストーン・テック社は、高度なレーザー技術を応用して金型表面を強化し、硬度を高め、金型の耐用年数を延ばします。
自動車ボディパネルの金型は、一般的に合金鋳鉄で製造されます。合金鋳鉄の特性上、全体的な熱処理は適していません。従来の火炎焼入れでは、表面硬度は通常40～50HRC程度です。レーザー焼入れでは、オフラインプログラミング、ティーチングプログラミング、エキスパートプログラミングを用いることで、複雑な形状の部品に対して複雑な3次元ツールパスを計画・実行できます。金型表面硬度は55～65HRCに達し、有効焼入れ深さは0.5～0.7mmとなります。これにより、耐摩耗性が大幅に向上し、部品の傷つき問題を効果的に軽減し、オンライン金型修理率を4%未満に抑えることができます。深絞り金型の広範囲研削は不要となり、簡単なメンテナンスのみで済みます。
深絞り成形金型では、熱影響部が大きくなります。従来の火炎焼入れや誘導加熱焼入れでは、大きな熱変形が生じやすく、金型精度が低下し、追加工程が必要となることがよくあります。また、硬度の安定性を維持するのが難しく、リードタイムも長くなります。レーザー焼入れは変形を最小限に抑え、多くの場合完全に除去できるため、追加工程なしで品質要件を満たすことができます。
自動車用金型のインサート面、例えばトリムダイの切削刃や成形ダイの加工面などでは、従来の火炎焼入れでは大きな変形が生じます。そのため、焼入れ後に修正加工が必要となり、生産時間が長くなり、硬度制御も困難になります。特に成形用インサートは、焼入れ面の面積が大きいため、焼き戻しによる硬度低下が生じやすく、加工が困難です。
グリーンストーン・テック社における研究および実用化事例では、レーザー焼入れがインサートの変形と硬度精度を効果的に制御できることが実証されています。レーザー焼入れ処理を施したインサートは、安定した硬度と最小限の変形を示し、仕上げ加工後にも硬化処理が可能です。これにより、加工効率が大幅に向上し、製造コストが削減されます。
