お客様の課題
- 当社のソリューション
事実を第一に
ThermaSiCは、従来のソリューションが限界に達する環境で性能を発揮するように設計されています。Seram Coatingsは、溶射アプリケーションで炭化ケイ素を利用可能にすることで、次世代の高性能で重金属を含まない表面ソリューションを導入しました。
ThermaSiCは幅広い分野に関連しており、金属加工、中空ガラス製造、航空宇宙、石油・ガス、重工業など、摩耗、熱劣化、過酷な運転条件が装置の信頼性と一貫した製品品質の両方に影響を与える分野の重要な課題に対応します。
継続的なイノベーション、産業界での検証、およびアプリケーション主導のコラボレーションを通じて、Seram Coatingsは現代の表面工学の限界を押し広げています。
金属・アルミニウム
金属加工業界は、極端な温度、腐食性の環境、および継続的な機械的ストレスが性能要件を規定する、最も過酷な産業条件の下で運営されています。運用の要求と規制の圧力が増し続ける中で、これらのプロセス全体で信頼性、効率、および耐久性を確保することは、常に課題となっています。
極端なプロセス温度と腐食性の動作環境 溶融金属やスラグに対して優れた化学的安定性を備えた最大耐用温度 >1400 °C により、基材の代替が可能になります。
ThermaSiCが解決する金属加工における重要な課題：
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焼鈍および亜鉛めっきラインにおける激しい摩耗、かじり、および材料の蓄積
溶融アルミニウムとの接触角が約140～152°である低摩擦・防汚性のThermaSiC表面技術により、付着と蓄積を低減します。
熱サイクルおよび変動するプロセス条件下での表面劣化
最大800 °Cまで実証された耐熱衝撃性と、高いコーティングの完全性および強力な基材密着性を兼ね備えています。
金属接触アプリケーションにおける摩耗保護と運用効率の両立
凝着摩耗および混合摩耗環境向けに設計されており、工業レベルの硬度とともに、カスタマイズ可能な摩擦係数を提供します。
高いメンテナンス頻度とコストのかかるコンポーネント交換サイクル
安定したセラミック化学特性の下、最適化された耐摩耗性と耐食性を通じて、長期的な耐久性を実現するように設計されています。
有害物質の削減とCO₂排出量削減に対するESGおよび規制の圧力の高まり
重金属を含まないコーティングプラットフォームにより、コンポーネントの長寿命化、材料廃棄物の削減、およびより持続可能な産業運営をサポートします。
ガラス業界
ガラス容器の製造において、継続的なスワビング（潤滑剤塗布）は、ホットエンドにおける非効率性の永続的な原因となっています。従来の金型や工具は、溶融ガラスの付着を防ぎ、離型を確実にし、成形面を保護するために、グラファイトベースの潤滑剤を頻繁に塗布する必要があります。スワビングは必要ではあるものの、生産を中断させ、不良率やスクラップ率を高め、作業環境を汚染し、重要なコンポーネントの摩耗を加速させます。
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ThermaSiCは、この依存関係を解消するように設計されています。炭化ケイ素ベースのセラミックコーティングは、高い耐摩耗性と、溶融ガラスに対する低摩擦・非粘着性能を兼ね備えており、継続的な熱サイクルの下でも安定した表面特性を維持します。ガラスの付着を最小限に抑え、工具の形状を維持することで、ThermaSiCは一貫した離型挙動、安定した熱伝達、およびより予測可能な成形条件を可能にします。これにより、金型、ネックリング、プランジャー、ボトムプレート、トング、その他のホットエンドコンポーネントの耐用年数が延長されると同時に、中断のない生産とプロセス安定性の向上がサポートされます。
スワビングを排除することで、スクラップが削減され、稼働率が向上し、メンテナンス需要が低下し、総合設備効率（OEE）が向上します。同時に、グラファイトベースの潤滑剤を排除することで、職場環境の汚染が軽減され、作業者の安全性が向上し、REACH規制への準拠がサポートされ、プロセス排出量が削減されるため、スコープ1および2のCO₂影響の低減に貢献します。
その結果、介入が少なく、一貫性が高く、工具が長持ちする、よりクリーンで安全、かつ生産性の高いガラス成形プロセスが実現します。
ガラス業界の課題 – ThermaSiCの対応
汚染、変色、生産損失、排出の原因となるスワビング
溶融ガラスに対する優れた非粘着性能により、付着や残留物の蓄積を低減し、スワビングの必要性を排除します。
表面欠陥、不安定な成形条件、および短縮された工具寿命
低濡れ性の安定したセラミック表面により、長期の生産サイクルにわたって、よりクリーンなプロセス条件とより一貫したゴブハンドリングを維持します。
従来のコーティングシステムの熱劣化と限定的な耐久性
最大1400°Cの耐用温度を持つ高温セラミックコーティングプラットフォームにより、軟化、バインダーの劣化、および熱的限界による制約を排除します。
ホットエンド工程における頻繁な洗浄作業とダウンタイム
溶融ガラスの付着を低減することで、強制的な洗浄サイクル、メンテナンス介入、および運用の中断を最小限に抑えます。作業者の健康と安全性も向上します。
プランジャー、トング、およびガラス接触工具の激しい摩耗
優れた熱安定性と耐摩耗性により、重要な高温コンポーネントの耐用年数を延長します。
スクラップ、ダウンタイム、および工具交換による高い運用コスト
プロセスの清浄度の向上、コンポーネントの長寿命化、およびメンテナンス需要の低下により、測定可能なTCO（総所有コスト）の改善をサポートします。
よりクリーンで持続可能な生産プロセスへの圧力の高まり
重金属を含まないセラミックコーティングプラットフォームにより、よりクリーンで耐久性が高く、将来に対応したガラス製造業務を可能にします。
溶射ショップ
当社は溶射ショップをイノベーションパートナーと見なしています。アプリケーションの専門知識、産業的な創造性、および共同開発を通じて表面工学を前進させるパートナーです。テストとパートナーシップによって推進されるこのアプローチを、当社は「オープンサーフェス」と定義しています。
熱溶射ショップは、特殊な業務から、生産、アフターマーケット、メンテナンスのエコシステムをサポートするグローバルなサービスプロバイダーに至るまで、長年にわたりエンジニアリングの創意工夫と起業家的な問題解決によって定義されてきました。今日、性能要求の高まり、持続可能性への期待、原材料の価格変動、および規制の圧力により、従来の炭化物コーティングからの脱却が加速しています。
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ThermaSiCは、このような産業上の適応性を念頭に置いて開発されました。この高度なコーティングは、確立されたHVOFおよびAPSプロセスと完全に互換性があり、装置やワークフローを変更することなくシームレスな統合が可能です。
従来の炭化物システムがコストの上昇、供給の不確実性、および重要な原材料に関する監視の強化に直面する中、ThermaSiCは安定した代替案を提供します。その予測可能なコスト構造により、価格の透明性が高まり、計画の信頼性が向上し、原材料の価格変動への露出が低減されるため、事業の継続性がサポートされます。これは調達にとどまりません。OEMやエンドユーザーが次世代のコーティングソリューションを求める中、溶射ショップは、従来の炭化物の能力を超えた、強化された耐摩耗性、非粘着性能、腐食保護、高温安定性、および持続可能性を通じて、提供内容を拡大し、差別化を図ることができます。
メンテナンス、ダウンタイム、およびコンポーネントの寿命に対する圧力が高まる中、溶射ショップはこれらの課題を高付加価値なソリューションや新しいアフターマーケットの機会へと転換できる有利な立場にあります。
触媒となる戦略的コラボレーション
ThermaSiCのアプリケーションの可能性は、現在も進化し続けています。
主要な産業用途はすでに定義されていますが、その材料挙動とプロセスの柔軟性は、単独で開発できる範囲を超えた機会を明らかにしています。したがって、コラボレーションは選択肢ではなく、この技術がいかに進歩し、成熟し、業界全体に拡大していくかの中核をなすものです。
Seram Coatingsは、産業パートナー、溶射ショップ、大学、および研究機関と密接に協力し、さまざまな基材、動作環境、およびプロセス条件下での性能を理解することに努めています。その焦点は、検証にとどまらず、ThermaSiCが測定可能な技術的、運用的、および商業的価値をどこで提供できるかを特定することにまで及びます。
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専用のR&D能力と継続的な社内テストおよびイノベーションにより、制御された再現可能な条件下で新しいアプリケーションを評価することができ、不確実性を低減し、コンセプトから産業展開までの道のりを加速させます。初期段階の実現可能性調査、社内の溶射ブースでのサンプル溶射コーティング、および構造化された試験は、アプリケーション主導の開発のための実用的な枠組みを提供します。
パートナーにとって、これは材料科学、産業の専門知識、およびエンジニアリングの現実主義を組み合わせて、従来の技術が限界に達している課題に対処するための、強固な技術的基盤に基づいた新しいコーティングソリューションを探索する明確な道筋となります。
現在のプロジェクト
ESA – 空は限界ではない
2022年以来、Seram Coatingsは欧州宇宙機関（ESA）とDuReCoプログラムを通じて協力し、航空宇宙および宇宙用途向けのThermaSiCの調査と認定を行ってきました。
この取り組みは、宇宙グレードのアルミニウムおよびチタン合金へのコーティングに関する実現可能性調査から始まり、模擬火星塵への曝露や極低温熱衝撃を含む、代表的な条件下でのテストが続きました。
現在のフェーズでは、熱サイクル、高温安定性、摩耗および侵食耐性、コーティングの密着性、およびトライボロジー挙動などの主要な性能領域にわたって認定を拡大しており、高度なコーティングが軽量構造材料とどのように相互作用するかに焦点を当てています。
中心的な目的は、大幅な軽量化と強化された耐久性および環境耐性を兼ね備えた、コーティングされたアルミニウムおよびチタンコンポーネントを実現することです。対象となる用途には、熱保護システム、防塵表面、摩耗が重要なメカニズム、シール界面、および真空下や限定的な潤滑下で動作する可動コンポーネントが含まれます。
プログラムは、代表的な環境下での性能マッピングから、現実的な条件下で検証されたアプリケーション固有のデモンストレーターへと進展しています。
Seramのコーティング技術とESAのアプリケーションの専門知識を組み合わせることで、このコラボレーションは、より軽く、より耐久性があり、より信頼性の高い宇宙船および探査システムの実現を目指しています。
Seram Coatingsは、10月に開催される宇宙環境材料国際シンポジウム（International Symposium on Materials in the Space Environment）でプロジェクトの結果を発表する予定です。
OHB – 宇宙の極限環境のためのエンジニアリング
欧州宇宙機関（ESA）のDuReCoプログラムの一環として、Seram Coatingsは、ヨーロッパを代表する航空宇宙および衛星システムプロバイダーの1つであるOHBと協力し、過酷な宇宙環境におけるThermaSiC®の性能を評価しています。
このパートナーシップは、OHBの宇宙分野での実績とSeramの高度なセラミックコーティングに関する専門知識を組み合わせ、ThermaSiC®が既存の材料ソリューションを凌駕できる高付加価値な用途を特定することを目的としています。
このプログラムは、極端な温度環境、熱保護システム、研磨粒子にさらされる耐摩耗コンポーネント、可動メカニズム用のシール面、および低摩擦と最小限の潤滑を必要とするトライボロジー用途など、主要なユースケースを対象としています。
代表的なテストと分析を通じて、このコラボレーションは、炭化ケイ素ベースのコーティングが将来の宇宙船や衛星システムの性能と信頼性をどのように向上させることができるかについて、詳細な理解を深めることを目指しています。
長期的な目標は、熱安定性、耐摩耗性、および耐久性がミッションクリティカルとなる航空宇宙用途向けにThermaSiCを認定することです。
Knorr-Bremse – 軽量鉄道用ブレーキディスクの再考
世界有数の鉄道ブレーキ技術企業であるKnorr-Bremse（クノールブレムゼ）とともに、Seram Coatingsは、高度な表面工学と軽量基材設計を組み合わせた、地域列車用途向けの次世代ブレーキディスクコンセプトを模索しています。
このコラボレーションは、コーティングの検証にとどまりません。このプロジェクトでは、基材材料、表面処理、およびコーティングシステムの完全な相互作用を調査し、従来の鉄鋼ベースのソリューションと比較して大幅な軽量化を実現できるブレーキディスクの開発を目指しています。このような軽量化は、エネルギー消費の削減、運用効率の向上、および鉄道車両全体のライフサイクル排出量の削減に貢献する可能性があります。
主な焦点は、従来の鋳鋼や粒子強化複合材料設計の代替としての、アルミニウムベースのブレーキディスク構造の評価です。大幅な軽量化の可能性に加えて、代替の基材コンセプトは、製品寿命終了時のリサイクル性と材料回収の向上をもたらす可能性があり、鉄道セクターにおける将来のサーキュラーエコノミー（循環型経済）の目標をサポートします。
現在進行中の開発には、コーティングの密着性と耐久性を高めるための表面処理方法の最適化に加え、実際のブレーキ条件を代表する熱的および機械的負荷の下でのテストが含まれます。初期の結果では、優れた耐熱衝撃性が実証されており、コーティングされたアルミニウムコンポーネントは、最大400°Cの温度からの急冷後も亀裂の兆候を示しませんでした。
長期的な目標は、安全性や性能を損なうことなく、質量の削減、耐用年数の延長、およびリサイクル性の向上を兼ね備えた、地域鉄道輸送向けの次世代の軽量で耐久性があり、より持続可能なブレーキディスクシステムを確立することです。
ノルウェー研究会議 – 高度なシーリングソリューション
ダウンホール試験サービスを提供するノルウェーのプロバイダーは、重要なシーリングシステムの摩耗と漏れによって引き起こされる繰り返しのダウンタイムに直面していました。Seal Engineering ASとの協力により、ポリマーシーリング材料に対する優れた摩擦および摩耗性能を示した以前の研究に基づき、ThermaSiCが潜在的な代替案として特定されました。
導入後、コーティングされたシーリングコンポーネントは、漏れや交換なしで5か月以上稼働しており、過酷な条件および最大70バールの圧力下で性能を維持しています。
このプロジェクトは、産業界、エンジニアリングの専門家、および研究パートナー間のコラボレーションがいかにして高度な材料科学を測定可能な運用の改善へと変換できるかを示しています。これにより、耐用年数が延長され、メンテナンスが削減され、装置の稼働率が向上します。
