品質管理体制 | 金属技研株式会社

Twitter_Social_Icon_Rounded_Square_White.png

linkedin

youtube

よくある質問(成形)

費用

試作で少量を作ろうとした場合、簡易型などで費用削減ができるのでしょうか?

何とかコスト低減できるような方法を検討してお伝えするようにしていますが、簡易型対応がしづらいため、少量だと割高にはなってしまいます。例えば、A5083材の試作を製作したい場合、試作形状によりますが金型材料を鍛造材から鋳造型にすると比較的安価になります。ただし金型表面に巣が出る場合があります。そこを溶接で埋めれば、少量生産には耐えるかと思います。

金型費のイメージを教えてください。

金型材料や形状などにもよりますが、□500×200mm高さだと鉄系金型200~300万円くらい、SUS系だと500~600万円くらいでしょうか。金型自体の加工費も加わった価格になります。

アルゴンは高価なので窒素に代替可能ですか?

可能です。ただし、チタン合金など超塑性温度域で窒化など窒素と反応する材質には注意が必要です。

プロセス

チタン合金やステンレス鋼の加工温度が900度と高いです

はい。超塑性温度域が材料の軟化温度より高い温度なので、通常よりは高い温度帯での処理となります。

金型を成形温度にして、加工後の金型の変形はどの程度ですか?

できるだけ変形しないように設計したり材料を選んだりしますが、百分台~千分台くらいの変形が発生します。従って、金型の変形が進み、製品の公差から外れた場合、その金型を表面を機械加工すれば再利用は可能です。機械加工が出来ない形状であれば金型の寿命となります。

ワレや欠けは生じませんか?冷間で成形出来れば、楽なのですが、、、

割れる場合がありますが、欠けは生じません。超塑性温度域があるので、温度が高すぎると割れが生じてしまいます。低きすぎる温度だと材料剛性が勝ち膨らみません。

成形による肉厚変化は予測できるのでしょうか?

はい。事前にシュミレーションを行っています。

お鍋の底に凹凸があるタイプの金型で成形すると製品の板厚は厚い部分と薄くなる部分でどのくらい板厚に差が出ますか?

凹凸の形状にもよりますが、場所による板厚の差は大きくありません。せいぜい0.1mmくらいでしょうか。

鍛造を超塑性加工した経験はありますか?

ありません。ただ理論上、材料によっては超塑性現象が発生するはずなので伸びる可能性はあります。

部分ごとに異なる肉厚になるように成形することはできるのでしょうか?

可能です。成形前の材料に板厚加工を施す方法があります。解析シュミレーションは必要となります。

よく航空機器や宇宙機器の成形用いられると聞くのですが超塑性成形を用いることでどのようなメリットがあるのですか。

軽くて強度が必要な箇所に使用されるます。超塑性成形のメリットでもある一体成形を利用し、溶接箇所やボルト留めの箇所少しでも減らします。これにより振動強度が向上し同時に飛行安全(率)も向上します。軽量化にも有効です。製造の立場としては、製作工数が少なることによりヒューマンエラーも削減出来ます。

具体的な適用事例を教えてください。

タイヤカバーや、車体カバー、鉄道の車体等、身の回りの様々な場所に使われています。

金型なしで、球状に膨らませたりできますか

残念ながらできません。と言いますか正直経験がありません。半球状なら可能です。でも面白そうですので一度検討してみます。

Ti64がやはりプレス、鍛造の方が主流なのは、面白い成型方なのに、やはりコスト?SPFでなければというものの例は?

おっしゃるとおり、鍛造などと比較した場合はコストの問題はあるかとかと思います。ただ、鍛造では出来ない形状(一体成形したいものとか、複雑形状のものとか)ですと超塑性成形が主流となります。

樹脂の圧空成形やブロー成形でできる形状はほぼ実現可能と考えて良いでしょうか

形状によります。最少Rが板厚の約3倍Rが限界となりますので、Rが小さければ樹脂で作る方が向いていると思います。

加工前後の材料強度は?最大強度は下がると思いますが、どのくらいでしょうか?

成形時間にもよりますが、経験上2~3割程度下がります。

材料

超塑性成形に向く向かない材料の判断基準は?

伸びやすい材料かどうかという点です。伸ばそうとするとちぎれてしまうような材料だと難しいです。材料構成などを確認し、この工法に向いている材料かどうか検討しています。試験片を高温引張試験を行い、材料の応力を算出して歪速度感受性指数が0.3~0.8mm程度あれば超塑性現象が発現していると判断しています。

板厚の制約はどうなっていますか?

約2.5T~3Tです。材料や、どのくらい曲げるか等、条件によっても異なります。また設備のプレス能力、ガス圧力能力の限界によっても制限があります。

薄板しか成型出来ないと思いますが、何mmが限界ですか?

約2.5T~3Tです。材料や、どのくらい曲げるか等、条件によっても異なります。また設備のプレス能力、ガス圧力能力の限界によっても制限があります。

CFRPなどでもできるのでしょうか?

現状、弊社ではできません。ただ、超塑性成形ではありませんがNITE法によるSIC/SIC複合材の焼結は可能です。

成形できる板厚の制約を教えてください。インコネル718ではどうでしょう?

インコネル718ですと、2Tくらいでしょうか。板厚の制約は、設備のプレス能力、ガス圧力能力の限界によっても制限があります。

設備

実験で超塑性の試験をやりたい新合金とか、少量の試作品に対応できる試験設備はお持ちでしょうか?

現時点で新合金は所有しておりません。試作機は所有しておりませんが、量産機で試作対応しています。

資料ダウンロード

  • 会社案内 技術案内(日本語)
  • 技術案内(英語)
  • HIP装置設備一覧
  • 真空ホットプレス一覧
  • 小型電子線照射装置「マイクロトロン」資料
  • ろう付け可能組合せ材料
  • MICROTRON Test Machine MIC1
ページトップへ
ページトップへ