株式会社最新レーザ技術研究センター

市場課題｜バリ取りが人の手の作業として残る

バリ取りの自動化が進みにくい

製造の仕上げ工程にあたるバリ取りは、自動化が進みにくい作業です。バリとは、切削などの加工で部品の縁に残る細かな突起のことで、主工程の自動化が進んだ工場でも、これを取り除く作業は人の手で行う場面が残っています。人の手が中心の間は、生産効率が上がりにくい状況が続きます。

工具で削る除去は手間が増える

ブラシやヤスリに加えて、ロータリーバー（回転する棒状の切削工具）を当てて切除する従来の方法は、時間がかかることが課題です。切除する際に新たなバリ（二次バリ、返りバリともいう）が生じるほか、樹脂のバリは自動化が難しいとされています。二次バリが残ると、仕上げの手間はさらに増えます。

他にも、作業者ごとの仕上がりのばらつき、手作業にかかる人件費、といった課題があるといわれています。

FrontJournalの解説

• 二次バリバリを切除する際に、取り除いたバリの代わりに新たに生じる突起である。返りバリともいう。残ると追加の除去作業が必要になり、仕上げ工程の手間が増える。

最新レーザ技術研究センターの強み｜「レーザバリ取り」を開発

ロボットで全自動のバリ取り

人の手によるバリ取りは、作業者の経験や技量に左右され、仕上がりの品質をそろえにくい方法です。

同社の「ALIMS-1」（最新レーザ加工システム）は、レーザでバリを溶かして取り除く加工を、ロボットとの組み合わせで全自動にできる装置です。加工の条件を装置に設定して同じ動作を繰り返すため、仕上がりが作業者の技量に左右されにくくなります。金属のほか樹脂のバリも対象で、材料に応じてレーザの種類を選ぶ方式です。バリ取りをロボットに任せると、仕上げ工程を担ってきた人手の負担を減らし、別の作業に人を充てられるようになります。

溶かして整え二次バリを抑える

工具を当てて削る方法は、削るたびに新たなバリが生じるおそれがあり、仕上げの手直しが続きます。

同社は、バリのある縁をレーザで溶かし、高速のガス噴流で表面を整えて、滑らかなエッジに成形する方法を研究しています。試作した「同軸2重シールドノズル」（レーザ装置に付ける、ガスを噴射するノズル）をファイバーレーザ装置（3kW）に取り付けた実験で、鋼材とアルミニウム合金、銅のいずれもバリのないエッジが得られました。バリを切除せず溶かして整えるため、切除の跡に新たな突起が生じにくい方式です。樹脂やガラスでも加工実験が進んでいます。溶かして整える方式なら、二次バリの手直しが減り、手間を抑えられます。

FrontJournalの解説

• ファイバーレーザ光ファイバーの中で光を増幅して出力するレーザである。ビームを細く絞りやすく、金属の溶接や切断、バリ取りなどの加工に広く使われる。

「レーザバリ取り」の未来｜仕上げ工程の自動化へ

複数の金属でバリのない縁を確認

レーザバリ取りは、すでに装置として製品化され、複数の金属で効果が確かめられています。2023年の溶接学会全国大会で、代表取締役の沓名宗春が、複数の金属でバリのないエッジが得られた実験結果を発表しました。開発時の実験では、ステンレス鋼や工具鋼、鋳鉄、純銅の加工前後の違いも写真で確かめられています。「ALIMS-1」に加え、協働ロボット（人と同じ空間で作業できるロボット）を使う「ALIMS-X1」も、同社の製品に加わっています。

樹脂やガラスへの適用を探る

金属以外の材料でも、レーザバリ取りの加工実験が進んでいます。実験の対象は、ウレタンやアクリル樹脂（PMMA）、ポリアミド（PA）といった樹脂と、ガラスです。樹脂のバリは工具では自動化が難しいため、レーザで除去できれば、仕上げ工程の自動化の対象が増えます。自動車・家電・半導体・住宅設備といった業界の部品への適用を、同社は想定しています。

仕上げ工程の自動化を目指す

最新レーザ技術研究センターは、人の手で行ってきた仕上げ工程のバリ取りを、レーザ装置で自動化することを目指しています。協働ロボット「ALIMS-X2」は、溶接や切断、焼入れ、バリ取りを1台で行う装置です。2016年度に始まった「安城レーザ技術大学」の受講実績は、2024年時点で83社133名（8年間）です。この講座は、安城市の事業として開かれた後、現在は同社の主催で開かれています。

会社概要｜最新レーザ技術研究センターの事業内容・設立背景

名古屋大学の研究者が設立

株式会社最新レーザ技術研究センターは、2008年3月に、名古屋大学発のベンチャー企業として設立されました。創業の中心となったのは、代表取締役の沓名宗春です。沓名は、1967年の卒業論文で溶接割れの研究を始め、川崎重工業を経て、名古屋大学工学研究科の教授を務めました。設立の目的は、多くの企業や研究者が集い利用できる研究センターを設け、「小さな研究センターから、大きなイノベーション開発」を目指すことです。2009年3月には、愛知県安城市の本社建屋へ移りました。

共同開発と公的事業の採択

同社は、有限会社中島精工と共同で、2019年10月にレーザバリ取り装置を開発しました。経済産業省の戦略的基盤技術高度化支援事業には、「CFRP（炭素繊維強化プラスチック）複合材料の新レーザ溶接技術の開発」（2009〜2011年度）と、「CFRP部材の高能率・高精度ハイブリッドレーザ加工機の試作」（2014〜2016年度）が採択されています。2008年度には、同省の地域イノベーション創成研究開発事業に、金属の表面に圧縮の力を残して強度を高める加工を実用化する「特殊レーザピーニング技術の実用化」が採択されました。

受託と装置販売で事業を展開

事業は、レーザ技術と溶接技術の開発、受託研究と受託加工、レーザ加工装置の販売などです。溶接用給電チップ（アーク溶接で電気を通す部品）の販売や、技術指導と人材育成も手がけています。海外からの受託研究は、エジプト、中国、サウジアラビアなどです。レーザ工芸品の製造と販売や、組織の観察と硬さの測定といった評価試験も手がけています。

編集後記｜FrontJournal編集部より

バリ取りは、完成品では目に触れにくい仕上げの工程です。最新レーザ技術研究センターは、この作業を、削る方法から溶かして整える方法へ置き換える研究を進めています。仕上げ工程の自動化は、製造業の生産効率に直結するテーマです。

この技術の意義は、バリを「削り取る」のではなく、バリのある縁そのものを溶かして整える点です。取り除いた跡に新たな突起が生じる問題を避けやすくなります。ロボットとの組み合わせによって、その価値が現場に届く形になっています。

溶接の研究を50余年、レーザ加工の研究を40余年続けてきた研究者の知見が、小さな研究センターから、製造現場の仕上げ工程につながっている点が特徴です。手作業が減り、作業者が検査や改善など別の業務に時間を使えるようになれば、日本のものづくり現場の働き方も前向きに変わる可能性があります。その広がりを期待します。

FrontJournal編集部

本記事は、FrontJournalが公開情報をもとに独自に分析した第三者コンテンツであり、対象企業・研究機関の公式見解ではありません。