特殊セラミックス用乾式粉末成形において、高精度を実現するにはどうすればよいか？

航空宇宙、エレクトロニクス、自動車産業のエンジニアにとって、寸法精度は譲れないものです。製造においては、寸法精度は不可欠です。 高精度特殊セラミックス最大の課題は、多くの場合、最初のステップである形成にある。

成形段階における圧力分布の不均一性は、密度のばらつきにつながり、最終的には焼結工程における反り、ひび割れ、または著しい収縮を引き起こします。では、一流メーカーはこの問題をどのように解決しているのでしょうか？

10年以上にわたる輸出経験と数十の自動化された生産ラインを活用し、 宜興シェンシン 乾燥粉末の圧縮においてミクロンレベルの精度を実現するための技術的な秘訣を公開します。

1. 粉末の粒度と流動性の改善

精度は、プレス機が作動する前から始まっている。セラミック粉末の原料は非常に微細で凝集しやすく、金型キャビティへの充填ムラの原因となる。

高精度を実現するには、原料粉末をスプレードライして球状顆粒にする必要があります。これにより、優れた流動性が確保されます。粉末が水のように金型キャビティに流れ込むと、隅々まで均一に充填されます。 アルミナセラミックス 絶縁体や耐摩耗部品用のジルコニアの場合、均一な粉末充填は、均一なグリーンボディ（焼成前のセラミック）の基礎となります。

2. 高度な大型プレス装置

手動式または旧式の油圧プレスでは、大量生産に必要な一定の力を維持できません。高精度を実現するには、高度な機械制御が不可欠です。

宜興神興では、大型の機械式乾式粉末成形生産ラインを採用しています。これらの自動機械は、高精度な多軸プレス（上下両方から同時にプレス）を実現します。この二重作用プレスにより、「密度勾配」（部品の上部が下部よりも密度が高い状態）を最小限に抑え、焼成工程中にセラミック部品が均一に収縮することを保証します。

3. 高精度金型設計およびツーリング

セラミック粉末は非常に研磨性が高い。大量生産の際、粉末と金型との摩擦によって金型が摩耗し、最終製品の寸法が徐々に変化していく。

数百万回の成形サイクルにわたって厳密な公差を維持するため、信頼できるメーカーは超硬タングステンカーバイド製の金型に多額の投資を行っています。さらに、精密な抜き勾配と研磨された表面を採用することで、繊細な成形品に微細な亀裂を生じさせることなく、スムーズな射出が可能になります。

4. 複雑な形状に対する等方圧プレス

乾式プレスは平面部品や円筒形部品には非常に効率的ですが、部品の高さと幅の比率が極端に高かったり、内部に複雑な溝があったりする場合はどうなるでしょうか？

このような場合、一方向の乾式プレスでは密度に弱い部分が残る可能性があります。この問題を解決するため、専門メーカーは等方圧プレス機を導入しています。等方圧プレスは、あらゆる方向から同時に均等な流体圧力を加えることで、100%均一な密度を保証し、複雑な形状における内部応力や寸法歪みのリスクを完全に排除します。

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