金属成形機
目次
金属成形機 は、自動車、航空宇宙、医療、その他要求の厳しい用途向けに、粉末射出成形(PIM)により金属粉末から精密なネットシェイプ部品を製造しています。このガイドでは、PIM装置のタイプ、プロセスステップ、主要仕様、主要メーカー、比較評価の概要を提供します。
金属成形機 概要
金属成形機は、粉末射出成形を容易にします - 複雑さと精度を大量に提供するニアネットシェイプ成形プロセス:
プロセス | 金属微粉末の熱可塑性射出成形とそれに続く脱バインダーおよび焼結 |
金属 | ステンレス鋼、工具鋼、チタン、タングステン重合金、ニッケル超合金など。 |
属性 | 複雑さ、正確さ、生産性、自動化 |
アプリケーション | 自動車、航空宇宙、医療、エレクトロニクス |
スケール | 小・中・大量生産 |
プラスチック成形と機械加工の間で設計の自由度と機械的特性をコスト効率よく組み合わせることで、PIMはターボチャージャー・ローターやスカル・プレートのような小さな複雑な部品に適している。
金属成形機 種類
マシンタイプ | 説明 |
---|---|
射出成形 | 低圧第一段階金属粉末成形用精密成形機 |
脱脂 | 焼結前にバインダーを除去する熱または溶剤装置 |
焼結炉 | 融点以下の加熱による褐色部品の密度圧密 |
完全なPIMラインは、これらのプライマリー・ステーションと、ミキサー、フィーダー、ロボット、後処理機などの補助装置を統合している。
プロセスステップ
- ミキシング - 微細な金属粉末を熱可塑性バインダーと均質にブレンドする。
- 射出成形 - 原料コンパウンドを成形機を通して精密金型キャビティに供給する。
- 脱脂 - 熱または化学溶剤技術によるバインダー除去
- 焼結 - 95~99%の固体金属密度に達する最終部品に高密度化されたブラウン部品
- ポスト処理 - 二次加工、接合、表面強化
機械的特性をコスト効率よく最大化するためには、正しいシーケンスと最適化されたパラメータが重要である。
機械仕様
モジュール | 主要パラメーター |
---|---|
射出成形 | ショット容量、クランプ力、射出速度、均質性、精度 |
脱脂 | 雰囲気制御、温度均一性、汚染防止 |
焼結 | 温度、雰囲気、滞留時間、クエンチ率 |
ポスト処理 | 公差、表面仕上げ要件 |
医療用または航空宇宙用部品は、市販の継手よりも厳しい仕様と規格適合性の検証が要求される。
主要メーカー
会社概要 | モデル | コスト範囲 |
---|---|---|
アーブルグ | オールラウンダー | $150,000-$750,000 |
ミラクロン | ロボショット、エレクトロン、マグナ | $100,000-$650,000 |
ニッセイ | PS,PN,Hyelectricシリーズ | $250,000-$800,000 |
東芝 | EC、ET、EVシリーズ | $200,000-$700,000 |
より大きなショット容量、特殊なプラテン、クリーンルームやロボットによる自動化はコストを増加させる。投資にあたっては、全体的な生産量を考慮してください。
比較評価
射出成形 | 脱脂 | 焼結 | |
---|---|---|---|
スループット | 高い | ミディアム | 低い |
サイクルタイム | 議事録 | 時間 | 日々 |
営業費用 | ミディアム | 低い | 高い |
資本コスト | 高い | ミディアム | 大規模で非常に高い |
設計の柔軟性 | 高い | ミディアム | 低い |
要点
- 粉末射出成形の総製造コストは、生産量に応じた設備投資を決定する
- 部品の全体的な複雑さと品質目標が仕様を推進する
- 統合されたモデリングとプロセス監視により、欠陥の削減が可能に
よくあるご質問
Q: 年間10000個の部品に最適なプレス機のサイズは?
A: 100g未満のショット容量を持つ50~80トンのプレス機は、中量に適した生産をコスト効率よく促進します。最適な生産性のために自動化を統合します。
Q: 焼結炉の材料に制限はありますか?
A: 1900℃を超えると、選択肢は大幅に狭まる。反応性合金には真空、保護雰囲気または不活性環境が必要な場合があります。連続ベルト炉は非常に大きな焼結スケールを提供します。
Q: PIMにおいて射出成形機の生産性を決めるものは何ですか?
A: 射出能力、ドライサイクル時間、自動化レベルが、主に1時間当たりの部品生産量を決定します。二次的な要因としては、段取り替え、メンテナンス、金型設計、加熱/冷却速度などがあります。
Q: PIM部品は実用上どのくらいの高さまで成形できますか?
A: ステンレス鋼のような金属では、高さを25mm以下に保つ。タングステン合金のような収縮の大きい材料は、高さ15mm以内を推奨します。ゲート位置と金型ベントを最適化する。
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