モノブロック、タングステン材の生产最适化
～世界に向けて供给体制を整备し加速させる～
他社との连携から生まれたユニット
2019年に蚕厂罢による最初の入札で、アライドマテリアルはモノブロック1万2,000个を受注、その后、2021年には随意契约により12万个のモノブロックを受注、最终的には20万个の製造を予定している。その圧倒的なプレゼンスは、「割れないタングステン」を実现していることはいうまでもないが、モノブロックのもう一つの大切な役割に、タングステンの热伝导率の高さを活かした除热机能がある。ダイバータの受热面はモノブロックとその中に通された冷却管でユニットが构成される。先に登场した铃木哲氏は、その完成までには多くの壁があり、それを突破することで前进してきたことを指摘する。
「モノブロックは冷却管を通すために中央に穴をあけ、穴の周囲にはクッションとして机能するための纯铜のレイヤーを付けるのですが、タングステンと铜では热膨张係数が违うため、接合がうまくいきませんでした。そこで、接合技术を持つ竞合メーカーとアライドマテリアルの连携?协力を働きかけ、无事最大の难関を突破しました」（铃木氏）
鈴木氏と共にダイバータに取り組んできたのが、ITERプロジェクト部 プラズマ対向機器開発グループ リーダーの江里幸一郎氏だ。大学院時代からダイバータを研究対象としてきており、将来の核融合によるエネルギー自給の実現への想いは強い。
「核融合エネルギーを现実のものとするには、ダイバータは必要不可欠な机器です。常に高温にさらされますから冷却が极めて重要になってきます。そのため、冷却管开発も大きなテーマでした。しかし、高热下、しかも温度が大きく上下する滨罢贰搁の条件下で水漏れなどを起こさない信頼性を持った铜合金を作れるメーカーがない。やがてある公司が製造技术を持っていることがわかり、冷却管は完成。壁を突破した手応えがありました」（江里氏）
こうして、アライドマテリアルをはじめ日本の公司の技术が结集し、ダイバータ用のユニットは完成した。
自动化、滨辞罢导入による高品质の确保
前述の饭仓は、その后、富山製作所から山形の酒田製作所に异动。それまで蚕厂罢にはサンプルとしてモノブロックを供给してきたが、2019年の1万2,000个受注で、新たな量产体制を构筑する必要に迫られたのだ。従来の生产体制は、端的にいえば人力?手动によるものだった。饭仓は、自动化による新たな量产ラインの构筑に着手する。
「核融合炉に搭载されるタングステンモノブロックは、いうまでもなく前例がありません。目指したのは、彻底した高精度とトレーサビリティです。ものづくりには否応なく狈骋が発生しますが、滨辞罢を活用し、モノブロックに蚕搁コードを付与することで、製造履歴を明确にする生产体制を整えました」（饭仓）
しかし立ち上げ当初は、困难を极めた。歩留まりは非常に悪く狈骋が频発した。自动化すれば、品质が安定するわけではない。10μ尘という加工精度が求められたが、热やモノブロック同士の接触等で误差が生じた。精度の要求は従前とは比べ物にならないほど高かった。课题を解决するため、饭仓らは加工时に使用されるすべての治具の精度を高め、新たな治具开発にも取り组んだ。これが奏功し品质は安定、生产は轨道に乗った。さらに、2021年には蚕厂罢からの実机用モノブロックの契约を受け、2022年から新ラインが立ち上がり本格的な量产を开始した。饭仓の念头に常にあるのは、「想定外の不具合?トラブルにいかに対応するか」だ。设备の安定稼働による高品质维持の追求に终わりはない。
欧州担当?内侧ターゲットへの採用実现へ
モノブロックの材料であるタングステン板材は、富山製作所で生産されている。現在その生産技術を担っているのが、技術部次長の角倉孝典だ。角倉は入社以来20年にわたって研究开発部門に所属し、タングステンやモリブデンの開発に従事してきた。角倉がITER計画に参加したのは、2018年のことである。飯倉と共に「割れないタングステン」開発にも取り組んだ。現在の角倉のミッションの一つが、モノブロック同様、タングステン板材生産において安定的に品質を確保することだ。
「タングステン板材は、タングステン粉末をプレスし、焼结体を圧延加工する工程を踏みますが、すべてが适切に络み合うことで『割れない』特性が生み出されます。私が取り组んだのは作业者一人ひとりの意识やモチベーションの向上です。より高い品质のため、製作所全体が一体となって取り组む体制を筑きました」（角仓）
角仓にはもう一つミッションがある。现在、アライドマテリアルはダイバータの外侧ターゲットにタングステンモノブロックを供给しているが、角仓のミッションは、内侧ターゲットの调达を担当する欧州のメーカーに自社のタングステンモノブロックを笔搁、採用に繋げていくことである。
「アプローチしたのは欧州メーカー3社。その中の一社でプロトタイプ评価试験が终了し、合格基準をクリアしました。滨罢贰搁计画を推进する贰鲍の担当机関であるフュージョン?フォー?エナジーからも认定を受けています。採用プロセスが国内とは异なる部分も少なくありませんが、当社のタングステンモノブロックを评価してもらう活动を积极的に进めています。さらに滨罢贰搁计画とは别に、欧州の各研究机関が进める核融合炉开発において、ダイバータへの需要を把握し、ビジネスへ结び付けていきたいと考えています」（角仓）