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材料科学 & 生産

最先端材料とモノづくりプロセスの革新によって、
サステナブルで安全・安心な社会に

サーキュラーエコノミーとカーボンニュートラルの実現に向けて、材料開発、物性評価、プロダクト設計・製造技術の革新に挑戦。原材料の持続可能性と、製品の高信頼化を追求することで、サステナブルな地球環境と安全・安心な社会の実現に貢献します。

三井化学と日立が材料開発を高速化するMI技術の実用化に向けた実証試験を開始

ニュースリリース概要三井化学と日立が材料開発を高速化するMI技術の実用化に向けた実証試験を開始有機材料開発の実験回数を従来比約1/4に低減し、新材料開発のDXを実現三井化学株式会社と株式会社日立製作所は、日立が開発した人工知能（AI）を活用したマテリアルズ・インフォマティクス（MI）技術を、実際の新材料開発に適用する実証試験を開始します。この実証試験に先立ち、日立の開発技術を三井化学が提供した過去の有機材料の材料開発データで検証したところ、高性能な新材料の開発に必要な実験の試行回数が従来のMIと比較し約1/4に削減され開発期間を短縮できることを確認しました。ニュースリリース全文へ

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ニュースリリース AI＆データサイエンス材料科学＆生産デジタルサービスプラットフォーム産業マテリアルズ・インフォマティクスニュース＆イベントニュースリリース AI&データサイエンスニュースリリース（材料科学＆生産）ニュースリリース（産業）

難揮発性と化学耐久性を両立する新規の有機固体電解質を用いた長寿命リチウムイオン二次電池の試作に成功

充放電回数を最大60%増加、蓄電システムのライフサイクルコストの削減めざす日立は、脱炭素社会のキーコンポーネントとなるリチウムイオン二次電池(以下、LIB)のライフサイクルコスト削減に向け、マテリアルズインフォマティクス*1(以下、MI)技術を活用して、難揮発性と化学耐久性を両立する有機固体電解質(図1)を開発し、長寿命なLIBの試作に成功しました。充放電サイクル試験*2を行ったところ、従来の有機電解液を用いたLIBに比べて、充放電の回数を最大で60%増加(寿命は約1.6倍に延伸)できる見通しを得ました。今後、日立は、パートナーとともに本電解質を用いたLIBの実用化や蓄電システムへの適...

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研究トピックス材料科学＆生産モビリティ電力＆エネルギー産業リチウムイオン電池脱炭素サステナビリティ

スマート製造を実現する、複雑な部品内面の3D形状計測技術を開発

φ6～φ100mmの広範囲な内面形状に対する測定精度5µm以下を実現日立は、スマートファクトリにおいて、IoTセンシングを活用して高品質の製造を実現するための技術の一つとして、自動車、航空機、建設機械の油圧部品やエンジン部品などの狭く複雑な穴形状(以下、狭隘部)内面の3D形状を非接触で計測できる技術を開発しました。本技術では、狭隘部に挿入したプローブの先端から、独自開発した広範囲高精度距離計測レーザ光を射出して、プローブを旋回走査することで、内面の3D形状を計測します。本技術により、従来測定が困難であった広範囲な狭隘部(φ6～φ100mm)の内面形状を、精度5µm*1以下で計測すること...

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研究トピックス材料科学＆生産計測＆分析産業３D形状計測

より良い医療サービスへの貢献をめざし、MRIに必要な磁場空間を急速に生成可能な二ホウ化マグネシウム超電導磁石を開発

磁場のない状態から10分以内に人体のMRI撮像が可能なことを実証日立は、従来1～2時間を要していたMRI検査に必要な磁場空間の生成を、急速に行うことができる直径1.1mの二ホウ化マグネシウム(以下、MgB2)超電導磁石を開発し、磁場のない状態から10分以内に人体頭部のMRI撮像が可能なことを実証しました。MgB2超電導磁石は、希少資源である液体ヘリウムを用いずに冷凍機の電源を入れるだけで冷却可能であり、本磁石をMRIに搭載することで、撮像時以外は磁場を消しておき、撮像時のみ磁場を生成する新たな運用方法が可能となります。従来の磁石では、装置のメンテナンス以外で基本的に磁場を消すことはない...

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研究トピックス材料科学＆生産ヘルスケア超電導

生物進化の仕組みをAIに取り込むことで、細胞内の代謝経路を新たに創り出す技術を開発

生物を活用した低環境負荷の原料製造プロセスを構築し、持続可能な産業の実現に貢献日立は、さまざまな物質の生化学反応を学習させたAIに、生物進化のメカニズムを組み込むことで、細胞が有用物質を生産する一連の生合成反応(代謝経路)を仮想的に数万通り創り出し、物質生産に最適な代謝経路を特定する技術を開発しました。化学反応による物質構造の変化には一定の規則がないため、従来は生化学的な実験を手作業で繰り返すことで代謝経路を特定していましたが、本技術によりコンピュータ上で効率よく探索・設計することが可能になります。今後、本デジタル技術(IT)と、バイオプラント技術などの制御・運用技術(OT)との融合を...

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研究トピックス AI＆データサイエンス材料科学＆生産産業生合成反応代謝経路探索技術

シミュレーションによる材料特性計測実験の効率化（英語）

Accelerating material properties determination with simulation-based machine learning Innovation in materials has the potential to transform the society. For example, recyclable plastics could lead to a waste-free society, and advanced superconducting materials could enable new communication and ...

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Industrial AI Blog AI＆データサイエンス材料科学＆生産マテリアルインフォマティクス

サブミクロンオーダーの微粒子を含む材料の粒度分布を高分解能で計測する技術を開発

セラミックスや医薬品などの粉体材料を用いた製造プロセスの自動化をめざす日立は、粉体材料を用いた製造プロセスのリアルタイム制御や自動化をめざして、サブミクロンオーダーの微粒子を含む材料中の一つひとつの粒子を小角散乱光解析と形状解析を組合せて画像認識し、粒度分布を高分解能に計測する技術を開発しました(図1)。モード径*1が0.2 µm、0.4 µm、1.5 µmのアルミナ*2微粒子の混合材料を計測した結果、各モード径に対応してピーク分解された粒度分布を計測できることを確認しました。本技術により、セラミックスや医薬品など微粒子から構成されている製品の品質を左右する粒度分布の変動をリアルタイム...

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研究トピックス材料科学＆生産産業粉体材料

異なる拠点でも同品質な製品が得られる加工・成形誤差補正技術を開発

切削加工、塑性加工、射出成形で熟練者に依存しない高精度加工・成形を実現日立は、切削加工、塑性加工(鍛造*1)、射出成形*2において、熟練者の経験やノウハウに頼らずに、異なる設備で同品質な加工を行うことができる「加工・成形誤差補正技術」を開発しました。本技術により、加工機の設置環境による変化や経年劣化などに起因する個体差に合わせた補正が可能となり、複数工場の複数台の加工機を組み合わせた量産を行っても、加工・成形誤差の小さい高品質な加工を実現できます。切削加工、鍛造、射出成型の形状誤差を、それぞれ±25µm以下、±5%以下、±1%以下に抑制できることを確認しました。今後、日立は「加工・成形...

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研究トピックス材料科学＆生産計測＆分析産業

コンパクトかつ大容量で、安全性の高いラミネート型リチウムイオン二次電池を開発

難揮発電解質を用いた電池容量130Whかつエネルギー密度600Wh/Lの電池で不燃を実証日立は、揮発しにくい電解質材料を採用したラミネート型のリチウムイオン二次電池*1（以下、LIB）を開発し、安全性を担保しつつLIBに貯蓄できるエネルギー密度600Wh/Lを実現しました。このことにより、電池容量は130Whでサイズも当社従来比2/5となることを実現しました。今回開発したラミネート型のLIBに対し、圧壊試験*2や過充電試験*3など、IEC62660に準拠した安全規格試験を行い、発火に至らないことを実証しました。本技術により、LIBを搭載する自動車の車内空間を有効活用したり、再生可能エネ...

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研究トピックス材料科学＆生産モビリティ電力＆エネルギー産業リチウムイオン電池

線材長さ8kmの二ホウ化マグネシウム超電導線材を開発

超電導磁石の冷却電力半減を達成日立は希少資源である液体ヘリウムを使用せずに冷凍機による冷却のみで使用可能な線材長さ8kmの二ホウ化マグネシウム（以下、MgB2）超電導線材を開発しました。開発した線材を用いて、マイクロ波発生装置（以下、クライストロン）用の超電導磁石を製作し検証した結果、温度20K（マイナス253℃）で磁束密度0.8テスラを達成しました。本技術により小さな電流でも強力な磁場を発生できるため、超電導磁石内部への熱侵入量が削減され、従来の超電導磁石と比べ冷却電力の半減化を実現できます。今後日立は、より強力な超電導磁石を本線材を用いて実現することでMRI*1などの現行超電導機器...

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研究トピックス材料科学＆生産エレクトロニクスヘルスケア電力＆エネルギーモビリティ

複雑な形状の部品を高精度・高品質に製造可能な金属3Dプリンター向け積層造形プロセス技術を開発

寸法精度の2倍向上と不純物量の30%低減を実証日立は、複雑な形状の部品を高精度・高品質に製造することができる金属3Dプリンター向け積層造形プロセス技術を開発しました。本技術は3Dプリンターの機種や使用する材料の種類に応じて最適な造形設計を行う設計システムにより、手動設計と比較して製造部品の寸法精度を2倍以上向上することが可能です。また、新たに真空・予熱機構を設置した金属3Dプリンターにより、従来装置と比較して、不純物の含有量を30%低減できることを実証しました。今後、日立は、さまざまなパートナーと連携して開発技術の実用検証などを推進し、金属積層造形による革新的なモノづくりの実現に貢献...

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研究トピックス材料科学＆生産先端ソフトウェア＆システム産業金属3Dプリンター

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