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粉体成形機(粉末成形機)

成形品の形状、サイズ、生産量、粉末原料の流動性等によって油圧プレスかメカプレスの機種を選定。

粉末(粉体)を金型成形する場合の金型は、基本的にダイ、上パンチ、下パンチが用いられます。粉末の成形工程は比較的単純で、ダイの中に粉末を投入し、上パンチと下パンチで加圧して成形します。粉末を単純に固めることは簡単にできますが、その成形体の密度を均一に保つには様々な注意が必要です。成形時に粉末とダイ壁面との摩擦の影響で粉体内の応力状態が不均一になり、成形体内に大きな密度差が生じることがあります。その密度差が焼成後に起こる変形やクラックの発生などの問題の原因にもなります。
加圧成形法には「一軸成形」(片押し法)と「両軸成形」(両押し法)があります。
一軸成形法は、圧縮過程で粒子どうしのブリッジング、粉末とダイ壁面との摩擦によって圧粉体に密度の不均一が生じ、上部の密度が高く下部が低くなります。厚みの薄い成形体の成形であれば、比較的問題は小さくて済みます。
それに比べ、「両軸成形」(両押し法)は、上と下から均等に荷重がかかるため、上下の密度分布差が小さい成形体を形成することができます。
成形機(プレス機)の選定
成形機を選定するには、成形品の形状やサイズ、生産量、粉末原料の流動性等を考慮した上で、完成品の品質と用途・目的によって「油圧式プレス(荷重制御)」あるいは「機械式プレス(ストローク制御)」かを選択します。一般的に成形品が小さく生産量の多いものは機械式プレス機が有利であり、生産量よりも成形品密度を重視するなら油圧式プレス機となります。
荷重制御(油圧プレス)
成形金型へのプレス圧のコントロールをすることで、成形品の密度を一定に保つことができます。成形品の厚み・高さが、粉末の充填量に左右されるので均一にするためには重量を測定して常に一定した充填をすることが望ましい。
ストローク制御(メカプレス)
ストロークの最終位置を機械的に正確にコントロールするので、粉末の充填量に関係なく成形品の厚み・高さを一定に保つことができます。成形品の高さ精度を要求される品物に適しています。しかし、粉末の流動性が悪いと金型内での充填の粗密が大きくなり、成形品の密度に大きなバラツキが生じます。
●油圧プレスとメカプレスの比較表
油圧プレスメカプレス
制御方式荷重制御ストローク制御
ストローク位置一般的には正確に決まらない正確に決まる
加圧速度の調整容易に出来る困難
加圧力の調整容易に出来る困難
加圧力の保持容易に出来る困難
生産能力劣る優れている
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