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港菱機(jī)構(gòu)《科技前沿》
作者：港菱機(jī)構(gòu) 版權(quán)：港菱機(jī)構(gòu) 來(lái)源：港菱機(jī)構(gòu) 日期：2021-06-21 瀏覽量：2667 分享
【中文】

1、降低海底探測(cè)成本！東京大學(xué)開發(fā)自動(dòng)回聲測(cè)位浮標(biāo)

東京大學(xué)的卷俊宏準(zhǔn)教授的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出低成本的自動(dòng)回聲測(cè)位浮標(biāo)“ＢＵＴＴＯＲＩ”。這款浮標(biāo)浮在海面上向水里的機(jī)器人發(fā)射測(cè)位信號(hào)，即使遇上海流或大風(fēng)也會(huì)自動(dòng)回到設(shè)定的位置。且其通過(guò)減少推進(jìn)器的零件數(shù)量，極大地降低了成本。

“ＢＵＴＴＯＲＩ”能傳送的信號(hào)范圍為500米。通過(guò)測(cè)試水下機(jī)器人回聲應(yīng)答器的位置證實(shí)一個(gè)浮標(biāo)可以測(cè)量的最大深度為15米，水平方向?yàn)?0米。測(cè)量角度為78度以上。一臺(tái)浮標(biāo)可以向水中多臺(tái)機(jī)器應(yīng)答器傳送定位信息，還可以控制浮標(biāo)的移動(dòng)。

2、能造出海綿狀造型的3D打印機(jī)專用樹脂

長(zhǎng)瀨產(chǎn)業(yè)開發(fā)了一款能做出海綿狀造型的3D打印機(jī)專用樹脂“Caverna PP”。利用其高透氣性的特質(zhì)，可作為過(guò)濾或鞋類的制作原材料販賣。5月開始在歐美已經(jīng)開售，將來(lái)希望在日本國(guó)內(nèi)推廣。

3、大口徑GaN基板開始量產(chǎn) 三菱化學(xué)打開了EV界新可能

三菱化學(xué)確立了大口徑氮化鎵單晶基板量產(chǎn)日期，行駛中進(jìn)行電動(dòng)汽車非接觸式充電的新一代EV技術(shù)又向現(xiàn)實(shí)更近了一步。氮化鎵基板實(shí)現(xiàn)了高耐壓能源半導(dǎo)體，能提高電子機(jī)器的效率，也能使部件更加小型化?？梢詴诚胄虏牧蠋ЫoEV的新的可能性。

現(xiàn)在的能源半導(dǎo)體的主流是以硅或者碳化硅為基板，生成氮化鎵的結(jié)晶的外延片。大口徑氮化鎵基板量產(chǎn)之后，可以在氮化鎵的基板上生成氮化鎵的結(jié)晶，從而減少結(jié)晶缺陷，提高能源半導(dǎo)體的性能。

三菱化學(xué)和日本制鋼所在北海道室蘭市建設(shè)了可生產(chǎn)2.4.6寸基本的生產(chǎn)線，2022年初開始向市場(chǎng)供貨。其生產(chǎn)設(shè)備所采用的“液相增長(zhǎng)法”與以往的氣相增長(zhǎng)法相比可以將不良率從1/10降低至1/1000。這個(gè)技術(shù)需要制造條件的巨大突破，幾乎花費(fèi)了10年才實(shí)現(xiàn)。

4、記錄墻壁涂裝的熟練技術(shù) 帶感應(yīng)器的滾筒刷

日本信州大學(xué)的山崎公俊準(zhǔn)教授團(tuán)隊(duì)和竹中工務(wù)店共同開發(fā)了一款能記錄墻壁涂裝熟練技術(shù)的帶感應(yīng)器滾筒刷。在滾筒的底部裝置一個(gè)力量感應(yīng)器，從而測(cè)量在涂裝時(shí)使用的力度。滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng)則由距離感應(yīng)器來(lái)測(cè)量。這款滾筒刷就可以記錄熟練工的動(dòng)作，再通過(guò)機(jī)器人來(lái)驗(yàn)證。未來(lái)有望可以通過(guò)此方法實(shí)現(xiàn)墻壁涂裝高精度機(jī)械化。

5、降低氫站的成本新型壓縮機(jī)的實(shí)力

加地技術(shù)公司將會(huì)在年內(nèi)投入能降低燃料電池車氫站成本的新型壓縮機(jī)。和以往的機(jī)械相比壓縮結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。目前在客戶企業(yè)內(nèi)進(jìn)行性能確認(rèn)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)試結(jié)果出來(lái)之后將考慮進(jìn)行進(jìn)一步的推廣。日本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓縮機(jī)在2025年的成本標(biāo)準(zhǔn)將要比2016年減少45%，目前也是考慮通過(guò)推出新型機(jī)和其推廣來(lái)達(dá)成這個(gè)目標(biāo)。

新型壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸出壓力為82兆帕斯卡，一小時(shí)輸出量為340立方米，與以往機(jī)型相同。在此標(biāo)準(zhǔn)上將以往機(jī)型的3氣筒5段壓縮改良為2氣筒4段壓縮?？紤]到裝置的位置穩(wěn)定性，未追求壓縮機(jī)單元的過(guò)度簡(jiǎn)便化。這個(gè)方法不僅考慮到導(dǎo)入的成本，也考慮到了運(yùn)行的成本。

超高壓壓縮氫氣的壓縮機(jī)單元是構(gòu)成氫站的主要機(jī)器。燃料電池車的普及也催促著氫站快速解決成本的問(wèn)題，國(guó)家方面也是在主要機(jī)器上面設(shè)定了降成本的目標(biāo)，不斷促進(jìn)廠家的技術(shù)革新。

【日本語(yǔ)】

1、海底探査のコストが下がる！東大が開発した自律型音響測(cè)位ブイの実力

東京大學(xué)の巻俊宏準(zhǔn)教授らの研究グループは、低コストの自律型音響測(cè)位ブイ「ＢＵＴＴＯＲＩ（ブットリ）」を開発した。海上に浮かべて水中のロボットに向けて測(cè)位用の信號(hào)を送る。海流や風(fēng)があっても自動(dòng)で同じ場(chǎng)所に留まる。推進(jìn)裝置のスラスターなど構(gòu)成部品數(shù)を少なくすることで、従來(lái)機(jī)に比べて価格を大幅に抑えた。海底探査のコストを下げることにつながる。

ブットリからの信號(hào)が屆く範(fàn)囲は５００メートル。水中ロボに見立てた音響トランスポンダの位置を測(cè)ったところ、水深１５メートル、水平方向に７０メートルの位置でも測(cè)位できた。角度で７８度と広角の測(cè)位範(fàn)囲を確かめた。ブットリ１臺(tái)から複數(shù)の水中ロボに位置情報(bào)を送り、協(xié)調(diào)して動(dòng)くことができる。

2、スポンジ狀に造形できる３Ｄプリンター用樹脂が面白い

長(zhǎng)瀬産業(yè)は微細(xì)な穴を多く含むスポンジ狀の造形が可能な３Ｄプリンター用樹脂「Ｃａｖｅｒｎａ（カヴェルナ）ＰＰ」を開発した。通気性に優(yōu)れるなどの特徴を生かし、フィルターや靴などの素材としてメーカーに販売する。５月に歐米で販売を始めており、將來(lái)的には日本國(guó)內(nèi)での展開も目指す。

3、大口徑ＧａＮ基板を量産化へ。三菱ケミカルがＥＶの新たな可能性を切り開く

三菱ケミカルなどが大口徑の窒化ガリウム（ＧａＮ）単結(jié)晶基板の量産化にめどを付けたことで、走行中に電気自動(dòng)車（ＥＶ）を非接觸充電する次世代ＥＶ技術(shù)が実現(xiàn)に近づいてきた。同基板はより大電流動(dòng)作が可能な高耐圧パワー半導(dǎo)體を?qū)g現(xiàn)でき、電子機(jī)器などを効率化、小型化できるからだ。新素材がＥＶの新たな可能性を切り開く。

現(xiàn)在パワー半導(dǎo)體はシリコンや炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板上にＧａＮ結(jié)晶を成長(zhǎng)させたエピタキシャルウエハーが主流。大口徑ＧａＮ基板が量産化されると、ＧａＮ基板上にＧａＮ結(jié)晶を成長(zhǎng)させ、より結(jié)晶欠陥の少ない基板を用いて高性能なパワー半導(dǎo)體を生産できるようになる。

同社は日本製鋼所と共同で北海道室蘭市に２、４、６インチの基板を生産できる量産実証設(shè)備を設(shè)置し、２０２２年度初頭から市場(chǎng)へ供給を始める。同設(shè)備で採(cǎi)用した「液相成長(zhǎng)法」は、従來(lái)の気相成長(zhǎng)に比べ欠陥密度を１００分の１から１０００分の１に抑えられる。同技術(shù)の実現(xiàn)には、製造條件の大きなブレークスルーが必要で、約１０年を要した。

4、壁面塗裝の熟練技術(shù)を記録継承、センサー付きローラーブラシが面白い

信州大學(xué)の山崎公俊準(zhǔn)教授と宮入恭祐大學(xué)院生らは竹中工務(wù)店と共同で、壁面塗裝の熟練技術(shù)を記録継承するためにセンサー付きローラーブラシを開発した。ローラーの根元に力覚センサーを取り付けて力加減を測(cè)る。ローラーブラシの動(dòng)きは距離カメラで計(jì)測(cè)する。熟練作業(yè)者の動(dòng)きを記録し、ロボットなどで検証していく。

5、水素ステーションのコスト減につながる新型圧縮機(jī)の実力

加地テックは２０２１年度內(nèi)にも燃料電池車（ＦＣＶ）水素ステーションのコストダウンにつながる新型圧縮機(jī)を市場(chǎng)投入する。従來(lái)機(jī)に比べて圧縮機(jī)構(gòu)を簡(jiǎn)素化した。顧客企業(yè)で性能確認(rèn)試験に入っており、良好な結(jié)果が得られ次第、提案を本格化する。國(guó)の「水素?燃料電池戦略ロードマップ」では、圧縮機(jī)の２５年ごろのコスト目標(biāo)として１６年比４５％減が掲げられており、新型機(jī)とその量産効果で達(dá)成を目指す考えだ。

新型圧縮機(jī)は、標(biāo)準(zhǔn)型の吐出圧力８２メガ（メガは１００萬(wàn)）パスカル、吐出量１時(shí)間當(dāng)たり３４０ノルマル立方メートルといった能力はそのままに、従來(lái)機(jī)の３気筒５段圧縮タイプを改良し、２気筒４段圧縮で実現(xiàn)する。設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)での安定的なメンテナンス性にも配慮し、圧縮機(jī)ユニットの過(guò)度なコンパクト化は避けた。導(dǎo)入コストだけでなく運(yùn)用コストの抑制も意識(shí)している。

気體の水素を超高圧に圧縮する圧縮機(jī)ユニットは、水素ステーションを構(gòu)成する主要機(jī)器。ＦＣＶの普及による水素社會(huì)の実現(xiàn)にはステーションのコスト低減が課題で、國(guó)は主要機(jī)器ごとにコスト低減目標(biāo)を設(shè)定して、メーカーらに技術(shù)革新を促している。加地テックは４５％減の目標(biāo)に対して現(xiàn)行機(jī)で約３０％減まで到達(dá)しており、新型機(jī)でさらなる深化を目指す。
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