難加工鋼材の活用を設計段階から支援、上流へとカバー領域広げるJFEスチール：オートモーティブワールド2020

JFEスチールは「オートモーティブワールド2020」（2020年1月15〜17日、東京ビッグサイト）において、自動車用鋼板の開発技術を体系化しソリューションとして提供する「JESOLVA（JFE Excellent SOLution for Vehicle Application）」を訴求。加工が難しい鋼材などが増える中で、従来の素材提供だけではなく、設計フェーズから入り最適な鋼材活用をサポートする価値を訴えた。

[三島一孝，MONOist]

　JFEスチールは「オートモーティブワールド2020」（2020年1月15〜17日、東京ビッグサイト）において、自動車用鋼板の開発技術を体系化しソリューションとして提供する「JESOLVA（JFE Excellent SOLution for Vehicle Application）」を訴求。高張力鋼板（ハイテン）など、加工が難しい鋼材などが増える中で、従来の素材提供だけではなく、設計フェーズから入り最適な鋼材活用をサポートする価値を訴えた。

難加工材の採用をシミュレーション技術で支援

　JFEスチールでは、1470MPaクラスの超高強度鋼板を開発し提供を行うなど、ハイテンの提案を積極的に進めている。しかし一方で鋼板強度が高まれば高まるほど、スプリングバックの増大など、加工の難しさは増すことになる。自動車メーカーにとっても燃費性能へのニーズが高まる中で軽量化を進めるために超高強度鋼板の採用を広げる意向はあるものの、加工が難しいために採用が限られる状況が生まれていた。

ハイテン採用における難しさ（クリックで拡大）出典：JFEスチール

　そこで、JFEスチールでは、以前から行う鋼材提供などに加えて、自動車開発の設計初期段階から入り込み、同社の鋼材の性能を有効活用できるように支援する、EVI（Early Vendor Involvement）活動を強化。その過程でさまざまなシミュレーションツールを用意し、自動車の設計開発効率化や性能向上に貢献していく方針である。

　2019年12月にはこれらの取り組みを体系化した「JESOLVA（JFE Excellent SOLution for Vehicle Application）」を発表。ハイテンなど高機能鋼材をより幅広い領域で使えるように支援する。「JESOLVA」は、車体設計を支援する「Design」、部品に成形する「Forming」、部品同士を接合する「Joining」の3つのグループで構成され、同社の鋼材製造において培ったノウハウを生かし、さまざまなシミュレーション技術などを用意している点が特徴である。例えば、設計領域では軽くて強い車体構造を創出するトポロジー最適化技術、部品成形領域で複雑な形状を高精度に成形する最適予成形技術などだ。これらを活用し、自動車メーカーと共同で製品開発を進める。

予成形技術のイメージ（クリックで拡大）出典：JFEスチール

　「従来の当社は自動車メーカーに対して鋼材を納入することが中心だった。上流工程で協力するという場合でも、量産設計など生産技術部門との関係にとどまり、設計部門とは縁遠い関係だった。ただ、ハイテンなどの難加工材が増えている点や、これらを開発するためのデジタルツールが充実してきた点などが追い風となり、設計段階から一緒に、素材の最適な活用方法や加工方法を検討できるようになってきた。これらの取り組みにより、鋼材の実力をより引き出せるようになり、自動車そのものにもさまざまなメリットを生み出せるようになっている」と説明員は語っている。

材料技術とデジタルツールを組み合わせて提供する価値

　既にこれらの取り組みは先行的事例としてさまざまな成果を生んでいるという。1つの成果として挙げられるのが、スズキとの協業による「スイフトスポーツ」での採用だ。具体的には設計手法としてトポロジー最適化を採用した。これにより、従来に比べ少ない部品重量で衝突安全性能向上を実現できたという。

トポロジー最適化技術によって開発されたスズキ「スイフトスポーツ」のフロントダッシュサイド部分（クリックで拡大）

　その他、ドアパネルの開発では、トポロジー最適化技術と複数素材を利用するマルチマテリアル化を組み合わせることで、薄肉化で12％の軽量化を実現しつつ61％の剛性向上を実現したケースもあるという。

トポロジー最適化とマルチマテリアルを組み合わせてドアパネルの軽量化や高剛性化に成功した例（クリックで拡大）出典：JFEスチール

　「材料技術と加工技術を組み合わせて提案することで、従来は実現できなかった新たな価値を作り出すことができる。自動車メーカーも現在はデジタル技術を活用した製作レス化を進めており、これらに合わせたシミュレーション技術を強みに、パートナーとして共同で価値を創出できるように取り組んでいく」（説明員）としている。