参考資料 - 経済産業省

機密性○
革新的新構造材料等技術開発
説明資料
平成２６年６月１６日
経済産業省
産業技術環境局
研究開発課
1
機密性○
事業背景
 我が国の総エネルギー消費の24%を輸送機器（うち自動車は89%）が消費。自動車の
燃費改善が課題。
 欧米などの各国で自動車のCO2排出(燃費)規制強化の方向。
 燃費改善のために、パワートレイン等の改善の他、車体の軽量化が有効な手段。
 車体の軽量化には、従来の鋼材の改良だけでは大幅な軽量化は実現できず、より軽
量な部素材を適材適所に使うマルチマテリアル化による最適設計・軽量化が重要。
 マルチマテリアル化の実現には、個別の材料開発のみならず異種部素材間の接合
技術が重要に。
 世界中でマルチマテリアル化に向けた研究開発競争が激化。
車両重量と燃費の関係
自動車の各部素材の使用比率見込み
自動車のマルチマテリアル化例
100%
90%
80%
CFRP/樹脂
70%
60%
Mg
50%
Al
40%
Ti 他
30%
ハイテン鋼
20%
従来鋼
10%
0%
2010 2015 2020 2025 2030
出典：国土交通省
出典：Vihecle Technologies Program: Goals, Strategies, and Top
Accomplishments (米国エネルギー省）よりのデータを下に
経産省が作成）
出展：ISMA HP
2
プロジェクトの概要
機密性○
【プロジェクトの目標（事業期間：平成25年度～平成34年度）】
◆ 輸送機器の抜本的な軽量化（自動車の場合は半減）のために、必要な革新的構造材料
技術や、各部素材を適材適所に使用するマルチマテリアル化を進める革新的異材接合
技術の開発、もしくは実用化を達成。
【成果の実用化により期待される効果】
◆ 輸送機器原材料の大半を占める鉄鋼を革新的新構造材料に置き換えることで軽量化。
（例） 自動車において、普通乗用車（1.3t)の車体重量は当該材料の配分率により、
21.5%(280kg）～40%(520kg)軽量化
(2030年頃、革新的新構造材を用いた自動車の普及により、約370万tのCO2削減に
貢献)
◆ 我が国の部素材産業及び川下となるユーザー産業における産業競争力の強化。
【プロジェクト内容】
◆ エネルギー使用量の削減及びCO2排出量の削減等を図るため、その効果が大きい自動
車を中心とした輸送機器の抜本的な軽量化に向けた研究開発を実施する。具体的には、
強度、加工性、耐食性等の複数の機能と、コスト競争力を同時に向上させた革新鋼板、
アルミニウム材、マグネシウム材、チタン材、炭素繊維複合材料（CFRP）、これらの材料を
適材適所に使うために必要な接合技術の開発、材料特性を最大限生かす最適設計手法
や評価手法等の開発を行う。
【予算額】
平成２６年度 ４８．０億円 （平成２５年度 ４０．９億円)
3
機密性○
事業のロードマップ
接合技術
開発
ステージゲート
ステージゲート
ステージゲート
研究テーマ/体制も含
めゼロベースで見直し
研究テーマ/体制も含
めゼロベースで見直し
研究テーマ/体制も含
めゼロベースで見直し
開発高強度材料等
に適応可能な異種
接合技術の開発
中高炭素鋼の
70％の継手強度
難接合材の接合、異種接合に適用で
きる接合技術開発。
開発材料の接合
個別課題:
Fe
強度1200MPa/
延性15 %
強度1500MPa/
延性 20 %
個別課題:
Al
強度660MPa/
延性 12 %
強度750MPa/
延性 12%
個別課題:
Mg
強度250MPa/
延性 15 %
強度270MPa/延性 20％
強度360MPa/延性 15％
個別課題:
Ti
強度20％向上
強度30％向上
個別課題:
CFRP
材料設計技
術の体系化
生産性を向上
した熱可塑性
CFRPの開発
省レアメタルかつ高強度や高延性の
革新鋼板の開発。
高強度や高延性の革新的アルミニウ
ム材の実現。新規革新的生産性製造
プロセス等の開発。
組織制御により高強度や高延性、耐
熱性の革新的マグネシウム材の開
発。大型展伸材製造プロセス開発。
生産性を向上した革新的チタン製錬
技術、加工技術、高機能チタン材の開
発。
熱可塑性ＣＦＲＰの、構造設計、成形
加工、性能評価等の開発。
開発材料の提供
個別課題:
炭素繊維
新規前駆体改良・
合成方法最適化
戦略・基盤
研究
異形状炭素
繊維の開発
実用化へ
炭素繊維の生産性の向上及び製造エ
ネルギーの削減を図る炭素繊維製造
プロセスに係る基盤技術の開発。
共通基盤技術開発・技術動向調査・部素材設計・材料戦略
第１期
H27
第２期
第３期
H29
第４期
H32
H34
4
機密性○
研究体制
アドバイザリ－ボード
（自動車メーカー等のユーザー企業）
経産省
交付金
委託
NEDO
新構造材料技術研究組合
（略称：ISMA(Innovative Structural Materials Association)
全 36企業、1大学、1独法
研究統括： 岸 輝雄
委託
(1)接合技術開発
東レ、神戸製鋼所、新日鐵住金、JFEスチー
ル、マツダ、川崎重工、日立製作所、他６社
革新炭素繊
維基盤技術
開発
東京大学
他
熱可塑性
CFRPの開発
革新的チタ
ン材の開発
革新的ｱﾙﾐﾆ
ｳﾑ材の開発
名古屋大学
東レ
三菱レイヨン
トヨタ自動車
本田技術研究所
他１５社、１独法
神戸製鋼所
UACJ
産総研
神戸製鋼所
新日鐵住金
東邦ﾁﾀﾆｳﾑ
神戸製鋼所
三協立山
新日鐵住金
JFEスチール
革新的ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ
材の開発
住友電気工業
革新鋼板の
開発
他３社
（２）個別課題
（３）戦略・基盤研究
大学・国立研究機関等
※各研究テーマ毎に、23大学・13団体（国立研究機関・社団法人等）と共同で研究開発を実施
5
機密性○
参考
接合技術開発について
出展：ISMA HP
6
機密性○
参考
個別課題：革新鋼板の開発について
出展：ISMA HP
7
機密性○
参考
個別課題：革新Al・Mg・Ti材の開発について
“非鉄金属の利用拡大で軽量化と資源循環の両立”
市場が未成熟
マグネシウム
国内精錬なし
低融点材料
国研や大学の先導
難燃化技術
我が国の強み
ｈｃｐ構造
新興国の追い上げ
非鉄金属材料
不純物
強者連合
アルミニウム
世界的大企業
による寡占
既存市場あり
構造制御
組織制御
プロセス
Feの混入
軽元素（H,O,C,N)の混入
加工技術
世界一の性能
チタン
酸化物が安定
相制御
強者連合
低品位材料市
場への対応
不純物制御
『合金設計と加工を組み合わせた高性能化＋低コスト化』
出展：ISMA HP
輸送機器の軽量化
自動車・鉄道・・・
8
機密性○
参考
個別課題：熱可塑性CFRPの開発について
評価・設計・成形加工がしやすい、ニーズに合わせ
た材料（中間基材）設計技術の確立
成形・加工技術
革
新
材
料
各種成形・加工法の基礎研究開
発と、ハイサイクル成形法の開発
CFRPの構造力学メカニズム解明→評価・CAE手法
の開発→CFRPの性能を使い切る新構造提案
革
の新
提構
案造
自動車応用を目指した
中間基材、性能評価、
成形加工等の開発。
評
価
手
法
④
自動車ボディ構造部品
各種成形加工法の検討
9
産業技術環境局
製造産業局
革新的新構造材料等技術開発
４８．０億円（４０．９億円）
非鉄金属課／ファインセラミックス・ナノテク
ノロジー・材料戦略室 03-3501-1794
化学課
03-3501-1737
自動車課
03-3501-1690
航空機武器宇宙産業課03-3501-1692
繊維課
03-3501-0969
事業の内容
事業イメージ
事業の概要・目的
革新的新構造材
料の開発
○本プロジェクトでは、エネルギー使用量及び
CO2排出量削減を図るため、その効果が大きい
輸送機器（自動車、鉄道車両等）の抜本的な軽
量化に繋がる技術開発等を行います。
○強度、加工性、耐食性等の複数の機能と、コス
ト競争力を同時に向上させたアルミニウム材、
マグネシウム材、チタン材、革新鋼板、炭素繊
維複合材料等の開発、これらの材料を適材適所
に使うために必要な接合技術の開発等を行いま
す。
機密性○
研究開発課
03-3501-9221
鉄鋼課／製鉄企画室 03-3501-1733
両立できないとされ
た強度と加工性を同
時に向上させた材料
の開発
材料技術開発の例
【微細組織制御による加工性の向上】
結晶の配列を
ランダム化
○また、材料特性を最大限活かす最適設計手法
や、評価手法等の開発を行います。
条件（対象者、対象行為、補助率等）
交付金
国
委託
NEDO
加工性（＝延性）が大幅に向上
接合技術開発の
例
民間企業
研究機関
大学 等
難接合材の同種接合
技術や、異種材料接合
技術の革新により、革
新材料の実用化を促進
【固相摩擦撹拌接合技術】
10