
一、从黄铜到铝材
为提升滑动丝杠的耐载荷性和耐久性,NTN进行了长年累月的开发。在此期间,直至最终开发出当前产品经历了哪些阶段?亲自见证全程的下田述说道:“我们决定将树脂与金属接合进行一体成型来制造滑动丝杠时,最初尝试的金属是黄铜。这是十多年前的事了,我从那时起就参与了这个开发项目。后来虽然成功制造出了滑动丝杠,但黄铜在使用过程中会产生称为铜锈的绿色锈蚀,这可能会对某些设备造成影响,因此我们转而尝试铝材。不过铝材又出现了新的问题,需要经过多次试验和调整。”
二、必须克服的两大课题
下田最初参与开发的黄铜与树脂制造的滑动丝杠,其接合方式与当前开发产品不同。如图3左侧所示,采用的是沿螺纹使树脂与金属化学接合的方法。因此当从黄铜切换到铝材时,首先也尝试用同样的方法进行接合。但铝材与黄铜不同,难以与树脂实现化学接合。为此采用了在铝材接合面开设无数微细孔洞,将树脂注入并固化的特殊方法。
由此制成的铝塑复合型滑动丝杠如图3左侧所示,但此时又出现了新的问题。这种接合方式需要将铝材沿螺纹逐个切割加工,不仅耗时而且难以制作各种尺寸的产品。为了解决加工性问题,下一步尝试了在不含螺纹的平面上接合树脂与铝材,最终形成了本次开发产品的形态(图3右侧)。

见证了下田等人试错过程的伊藤说道:“最初我认为,如果没有螺纹的话,树脂和金属根本无法接合。就算采用开设微细孔洞注入树脂的方式,也只会因强度不足而很快脱落。但在进行了更换表面处理使用的溶液来增强附着力等多项努力之后,我们逐渐掌握了接合的方法。这才慢慢摸索出制作本次开发产品的途径。”

三、为提升耐载荷性与散热性能
下田等人真正开始着手研发铝材与树脂结合的新型滑动丝杠,是在2022年春季。此时开发团队新增了负责试验的成员--河路。河路回忆道:
“试验的核心目标是找到在承受大载荷时,树脂与铝材也不会剥离的接合条件。比如微孔需要开多深、表面该如何处理这些细节,都是通过与下田、伊藤两位反复商讨,不断调整参数进行试验,最终找到接合强度最优解。此外另一项重要课题是确定树脂厚度,以保证足够散热能力。我们先通过流动分析计算出树脂的必要最小厚度,再逐步增加厚度测量温升情况。结果发现当树脂厚度超过某个临界值时,温度会急剧上升。”这意味着当树脂超过一定厚度后散热性能会骤降。河路参考分析结果反复试验,并与下田、伊藤持续沟通,最终确定了最佳树脂厚度。同时明确了既能保持高载荷性又不影响散热的工艺条件,开发品由此逐步成型。
四、与众不同的滑动丝杠
从正式启动开发约一年后,“铝塑复合型树脂滑动丝杠”宣告完成。随后在医疗设备展会上亮相时获得了极佳反响,让团队倍感鼓舞。下田表示:“通过金属与树脂一体成型实现高强度的滑动丝杠,市面上恐怕没有同类产品。因此吸引了许多客户的关注。实际上在展会现场就有多家客户表现出兴趣,现在我们正根据客户设备进行调整,进入实际测试阶段。”
若该产品未来能被广泛认知,预计将获得各行业的青睐。不过受访时仍处于推广初期,开发团队保持着冷静态度。伊藤坦言:“虽然确实做出了优质产品,但目前还处于客户测试阶段,现在庆祝为时尚早。作为开发者,只有当量产确定,产品真正开始销售时,才能体会到真正的成就感和喜悦。我们期待着那一天的到来。”
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