HIPテクノロジー

HIPテクノロジーまたは熱間静水圧プレスは、積層造形、鋳造、粉末冶金、その他の技術によって製造された部品の気孔をなくし、密度を高め、機械的特性を向上させる高度な製造プロセスである。

HIPテクノロジープロセス

表1： 熱間静水圧プレス工程の概要

パラメータ	詳細
原則	高温＋高い等方性気体／液体圧力で部品を固める
プロセスステップ	1) HIP容器に部品を装填する <br>2) 真空下で容器を密封する <br>3) 処理温度まで加熱する <br> 4) 気体／流体を通して等静圧を加える <br>5) プレッシャー下でも冷静 <br>6)圧力を解放し、部品を開梱する。
典型的な条件	圧力：100～300MPa <br> 温度0.6～0.9 x 融解温度 <br> サイクルタイム3～10時間
効果	気孔率の減少、緻密化、微細構造、特性の向上

高熱とあらゆる方向からの均一な力の組み合わせにより、拡散結合を介して内部の気孔が圧縮され、完全に緻密な等方性の部品が得られる。

表2： HIPの後処理が不可欠な用途

アプリケーションエリア	具体的な用途
アディティブ・マニュファクチャリング	チタン、CoCr、インコネルなどのHIP 3Dプリントによる航空宇宙、歯科、医療用部品。
インベストメント鋳造	HIPタービンブレード、IGT用エアフォイル、自動車用ターボチャージャーの高密度化と強度仕様に対応
粉末冶金	コンロッド、ギア、ベアリングをHIP焼結し、圧密と疲労強度を最大化
エレクトロニクス包装	HIPセラミックまたはコバールICパッケージの蓋を密閉し、気密性を確保する。
ハードメタル	HIP WC-Co製切削工具とダイパンチにより、残存気孔とクラックを低減。

HIPは、添加剤製造、鋳造、P/M、セラミック製造の各業界において、ポスト凝固に幅広く応用されている。

表3:HIPの利点と付加価値

HIPは、性能指標全体にわたって、完成品または半完成品コンポーネントの能力を拡張します。これは、産業界における金属AMを補完する重要なものです。

表4： の利点と限界 HIPテクノロジー

長所	短所
密度を最大化し、空隙の欠陥をなくす	高い設備コストと運用コストが採用を制限
複雑なニアネットシェイプの能力	設計補償が不可欠であり、施工時の公差に影響する可能性がある。
金属、複合材料、セラミックなど、さまざまな材料に適用可能	工業部品に必要な大型HIP容器
ガス再利用、部品封入で環境にやさしい	高圧ガスシステムの特別な取り扱いが必要

高い設備投資とランニングコストという課題はあるものの、HIPは将来、スケールの大きな一貫した原料品質と精度が重要な主流プロセスになる可能性を秘めている。