日本機械工具工業の優位性分析

日本の2000年の機械工具生産額は1999年より10.9%伸び、3772.11億円に達した。

このうち、高速鋼切削工具、ダイヤモンド工具、CBN工具は全部で二桁の数字の成長があります。硬質合金工具は工具の生産総額の50%を占めています。2000年の硬質合金工具の生産額は9.3%伸びました。

2001年に入ってから、半導体産業と工作機械業界の需要が弱まり、工具業界はその影響を受けて、生産、販売も下がり始めました。

このうち、プリント回路基板を加工するためのPCBドリルの需要が最も低下しており、高速鋼工具の減産状況はほぼ同じである。

現在、各工具メーカーは自動車業界の需要動向に非常に注目しており、この業界は切削工具の主要ユーザーであり、その需要の変化は工具業界に大きな影響を与えている。

世界の切削工具の市場規模は約1.1兆円で、アメリカとヨーロッパはそれぞれ4000億円、アジアは3000億円です。

世界の工具需要の年成長率は2003年時点で3%となり、2006年時点では2.6%となり、ユーザーの拡大は主にアメリカとアジアに集中しているため、日本のツール業界は海外市場の開拓に力を入れている。

2000年の日本の工具輸出比率は初めて20%に達した。

大型ユーザーは一般的に供給能力とアフターサービスの強化を要求しています。このような状況に適応するために、日本のツール企業は企業の兼合や業務提携などの業界再編活動に力を入れています。

1999年に東芝TungaloyとアメリカKennametalHertel、富士精工とドイツGhring社が相次いで業務提携契約を締結しました。

2000年、三菱総合材料公司は神鋼工具会社を買収し、三菱の子会社としてMCC神鋼工具会社を設立した。

これらの大手メーカーの買収と並行して、世界的に新型の切削工具供給システムが構築されました。

一.製品開発のペースを速める

自動車業界は切削工具の需要家で、その使用量は工具製品の60%を占めています。自動車業界の需要動向は工具業界の関心の焦点です。

また、近年盛んに発展しているIT産業は、小径のカッター製品の需要を急速に増加させており、切削加工分野では、高精度、高速、高効率の加工がかつてなく重視されています。

環境意識が高まるにつれて、乾式切削技術は大きく進展し、乾式切削工具の開発成果は極めて顕著である。

コーティング処理と転位可能構造を中心とした工具新製品の開発の歩みはさらに加速した。

切削工具の材料は近年もコーティング硬質合金を中心に変化が目立っていないが、コーティング技術自体が大きく進歩し、耐熱性、耐摩耗性などの優れた複合コーティングが多く出現し、TiC、TiN、TiCN、TiAlNなどのコーティングの応用がかなり普及している。

コーティングツールは、現代のナイフのマークとなっており、刃物の割合は50%を超えています。

高速切削加工の刃具として、耐摩耗性に優れた高硬度材料を使用して作らなければなりません。このような材料の中で、陶磁器は最も理想的な品種です。

セラミックバイトは高温条件下での硬度が高く、耐塑性変形性に優れ、酸化摩耗が発生しにくい。

しかし、その欠点もはっきりしています。つまり、生地が脆くて、傷つきやすいです。

最近はセラミックの新品種が開発されましたが、その欠点は大幅に減少しました。例えば、コーティングセラミックス、SiC強化繊維を添加したFRCセラミックスなどが相次いで市場に投入されました。

住友電工は，同社CBN 200/CBN 80（立方窒化ホウ素焼結体）に特殊なセラミックコーティングを施した新しい工具材料を開発した。この特殊なコーティングは材料の耐摩耗性を30%向上させ，工具寿命を大幅に延長した。

この新型工具は主に自動車業界でよく使われている高硬度の焼き入れ鋼と鋳鉄に使われており、2年間で12億円の売り上げを目指す。

二.超微細結晶粒工具材料の開発

高速高精度加工を実現するため、各メーカーは微小結晶粒金属粉末を焼結した新型工具材料の開発に力を入れています。

ダイヤモンドは最も硬度の高い工具材料であることはよく知られていますが、切削温度が800℃を超えるとFe、Co、Niなどの他の炭素固溶物質と拡散反応が生じます。

したがって、ダイヤモンド工具は鋼の切削加工には適さない。

高硬度材料の加工を行う時、硬質合金と金属セラミックスなどの刃物材料を選択し、特に超微細結晶粒硬質合金（粒径が1μm以下）を選択することが望ましい。この材料は硬度が高く、靭性が良く、切削刀の信頼性が高い優れた性能を持っている。

超微細結晶粒硬質合金バイトは性能が優れているため、低速や断続切削などの不安定な切削加工領域に使用されても、刃や破損などの異常な損傷が発生しません。

前世紀90年代以来、超微細結晶粒硬質合金の工具の応用は非常に広くなりました。特に加工しにくい材料の高速切削において効果はより際立っています。

新世紀に入ると、これらの材料はコーティング処理され、その性能はさらに向上しました。

現在、高硬度鋼、ステンレス鋼、Fe基、Ni基Co基などの超耐熱合金の切削加工に多く使われています。

CBNバイトの硬度はダイヤモンドに次ぐもので、その性能はセラミックバイトより優れています。そのため、焼き入れ鋼、冷硬鋳鉄などの高硬度材料と焼き構造、焼結ステンレス、Co基の超耐熱合金などの切削加工に適しています。

環境意識の強化に伴い、乾式切削加工技術が大きな注目を浴びています。

乾式切削に使う工具は、熱特性において、耐熱性と放熱性の良いコーティング材を採用し、潤滑効果においては潤滑性に優れたコーティング物質を採用し、排粉性能においては、断屑排出に便利なカッター形状を設計しなければならない。

これまで日本のツールメーカーは、不二越のAQUAドリルシリーズ、住友のAC 1000コーティングブレード、ZXコーティングエンドミル、日立ツールのepochエンドミル、MGコーティングブレードなど、乾式加工に使われる切削工具を開発してきました。

三.生き生きとした刃物の再磨き業界

近年、原材料の価格が上昇しているため、資源を節約するために、硬質合金のスクラップ、リサイクル資源などをリサイクルする技術開発が活発で、工具メーカーも積極的に参加しています。

三菱総合材料、住友電工、東芝Tungaloy、Dijet、日立ツール、日本タングステン産業、富士金型などの大型硬質合金工具メーカーは、資源の安定供給と生産コストの低減のために、使用済み工具を繰り返し利用する措置を取っています。

この中で、日立ツールは日本全国でスクラップツールの再利用に力を入れています。

成田支店は、同社の硬質合金工具の主要生産拠点であり、現在は廃棄工具を繰り返し利用する新しい工場の建設に着手しています。大阪にある元の関連工場と合併し、日立会社の古い刃物を再利用するセンターを構成します。

刃物を研ぐのは資源を再利用する有効な形式の一つです。

統計によると、日本全国で刃物の重さに従事する会社は500～600社あります。その中には工具生産工場、機械加工工場、各種の商業性重磨き機構が含まれています。

正確なリフォーム市場規模は不明だが、不況下でユーザーから刃物コストの削減を求める声が高まっていることから、リフォーム市場全体の動向は拡大しており、市場規模は200億～300億円とほぼ同じとみられる。

四.海外市場での競争力を強化する

日本のツールメーカーは国内需要を満たすと同時に、国際市場に進出するマーケティング戦略を展開しています。

三菱総合材料はアメリカのMAフォードと協力して、金型と航空機の部品加工に必要な刃物を生産して、これを利用して三菱の海外市場での競争力を高めたいです。

現在、同社の航空機製造用工具の販売比率は3%で、3年後には10%に増加する。

NMC神鋼工具会社は三菱総合材料会社との再編を通じて、コーティング工具の製品を海外市場に押し上げています。

神鋼は金型と自動車部品加工用の刃具部門（硬質合金製フライス、ドリルの製造）と歯車加工工具部門（ギヤカッターを中心に）を新設しました。各種類の刃具は計画から生産まで、この部門が迅速に確定し、生産週間を短縮し、販売効率を向上しました。

東芝Tungaloyは社内のIT化と統計品質管理システムを導入し、製品の不合格率を大幅に低減させた。この管理方式はアメリカのGEや東芝などが進めた後、生産コストを下げる効果が非常に大きい。

東芝のナイフ生産の中期目標は、小型部品加工工具（TACバイト）とIT、半導体加工用の一体型工具の開発と生産に力を入れることである。

2002年までに、同社のPCBドリルの生産能力は70%向上し、主な生産拠点は中国内陸部と台湾省にあり、現在の月産量は600万匹で、2002年月までに1000万匹の生産量を増やす予定です。

同社は海外生産拠点の拡張により、マイクロドリル、金型加工工具の生産と競争力を強化している。

京セラは2001年2月にアメリカの大手工具メーカー、デコムを買収したことをきっかけに、PCBドリル製品の世界各地への販売を拡大しました。

同社はアメリカのPCBドリル市場の40%をシェアし、アジア市場（日本を含む）の10%を占める計画だ。

富士精工はすでに中国大連に合弁会社の大連富士工具有限公司を設立しました。

新世紀には、大連支社の硬質合金製工具の生産能力を強化し、月額生産額は現在の2500万円から4200万円に増加します。

現地のミシンメーカーに必要な刃物を供給するほか、日本の中国での自動車、オートバイなどの合弁企業の注文も急速に伸びています。

同時に、一部の製品を日本に輸出して、日本国内のユーザーの増加する需要を満たします。

五.金型加工用硬質合金工具の生産を強化する。

ISTA（International Special ToolingAsociation）によると、1990年代の世界の金型市場の統計では、アメリカは約1200億ドル、ヨーロッパは1000億ドルを超え、日本は100億ドルを超えています。

金型の高速フライスの生産周期は伝統的な電気加工方法の三分の一にすぎないので、金型業界の精密工具に対する需要量はかなり大きいです。

日本の工具業界は一貫して金型加工工具の開発と生産を重視しています。

日立ツールは長年、金型加工工具の開発と生産に力を入れてきました。今後、このような工具の生産を更に拡大し、品質管理を強化したいと思います。

同社は2000年夏にユニオンと業務提携契約を結び、PCBドリルの共同開発を決定した。これによって、日立ツールは硬質合金の優位性を発揮し、ユニオンのマイクロドリル生産における技術的な特長を生かし、優れた効果を収めた。

UNION工具は金型加工用硬質合金製フライスの生産を強化します。

同社の主な製品はPCBドリルで、日本国内での年間販売は950万本で、海外での年間販売量は1300万本で、それぞれ国内市場の50%を占め、世界市場の40%を占めています。

半導体関連の需要が減り、PCBドリルの販売量が30%減少しているのに対し、金型加工工具の需要が増加していることから、ユニオンは半導体業界の需要低下を補うために金型加工工具の生産を拡大したいとしています。

OSTGはIT関連産業を満足させるために、マイクロ加工と精密金型に対して