異種材接合装置
樹脂と金属の接合

日本アビオニクスが開発した樹脂と金属の異種材接合とは

弊社の樹脂と金属の異種材接合技術は、熱可塑性樹脂（熱をかけると軟化し、冷却すると硬化する樹脂）と各種金属の接合を行う接合技術です。CRFTP（熱可塑性炭素繊維強化樹脂）とアルミ合金（A5052）やLCP（熱可塑性ポリマー）とC2600（黄銅）など樹脂と金属が薬剤などを使わずに直接接合可能です。

異種材接合技術の５つの特徴

特徴①　環境にやさしい

ねじやボルトなどの締結部品が不要であり、接着剤も使わない直接接合のため環境にやさしい接合技術です。

特徴②　設備コストが安価

接合工程に射出成型を使用しないため、金型や大規模な装置が不要なため設備コストが安価な接合技術です。

特徴③　小エリア、薄い金属材料に最適

精密なはんだ付けに使用されるパルスヒートユニットで接合するため、小エリアや、薄い金属材料に最適な接合技術です。

特徴④　精密な温度プロファイル

接合箇所の温度を監視しながら、加熱温度を制御することで、溶けすぎなどの不良を低減することができます。また樹脂の固まる温度まで加圧することで、樹脂の糸引きなどがあない接合技術です。

特徴⑤　インライン工程に最適

表面処理は、機械的および化学的結合の両方の作用を付与した薬品等を使用しないドライプロセスのため、インライン工程に最適な接合技術です。

異種材接合の接合プロセス

弊社の接合プロセスは、3つの工程を通り異種材接合されます。

第一工程 レーザ工程

アンカー効果による接合性向上のために、高ピーク・高エネルギー密度レーザを照射し、アブレーション加工を行い、金属表面に微細なディンプル加工をおこないます。

第二工程 プラズマ工程

親水性向上のため接合ワークの表面にプラズマ照射を行い、表面のクリーニングを行います。

第三工程 瞬間加熱圧着（パルスヒート）工程

ヒータチップあるいはヒータツールと呼ばれる金属製の接合ツールに電流を流し、ツール自身の抵抗発熱を利用して対象物を加熱するパルスヒートユニットにより、接合を行います。

パルスヒートユニット を使うことで

1. 接合後に冷却温度に到達するまで加圧し続けることができる。
2. 昇温、降温速度が速い。
3. ツール温度が精密で一定に保てる
4. 温度再現性が良い
5. 容易に設定条件の変更ができる。

などのメリットがあり、再現性の高い接合を実現できます。

異種材接合装置の概要

樹脂と金属の異種材接合プロセスを研究する方のために、装置を開発しました。
装置構成は、レーザ加工ステーション・プラズマ処理ステーション・パルスヒートによる熱加圧ステーションで構成されます。各ステーションは独立しているバッチプロセスのため導入しやすくなっています。

レーザ⇒プラズマ⇒パルスヒート（図Ｘ）の工程を通すことで、異種材接合を行うことが簡単にできる装置になっています。また装置の幅を各ステーションの幅を500ｍｍに統一しているので、狭い研究室でも柔軟なレイアウト構成を組むことができます。

装置の写真

異種材装置仕様

GX（グリーントランスフォーメーション）実現に向けた取り組みは、産業界の今後10年の重要なテーマです。

その中バーチャルリアリティー（VR）を使った開発なども進んでいくことが予想されます。通信が今より早く送るためには、樹脂と金属の接合が欠かせない技術となります。

樹脂と金属のプロセスの研究に、日本アビオニクスの「異種材接合装置」をご検討ください。

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