超塑性成形SPFをQ&A方式でわかりやすく解説
超塑性成形やSPFと聞いて何を想像するでしょうか。 文献を見ると難しい言葉が並んでよく分からないという方向けに、今回は超塑性Ｑ＆Ａと題して、超塑性成形について出来るだけ簡単に説明していきたいと思います。
金属加工の技法の１つです。金属加工は、用途に合わせて刃物で削ったり、プレスで曲げたり、溶接で溶かして繋いだり様々です。その中でも超塑性成形は、金属を風船のように膨らませ伸ばす技法です。英語ではSuperPlasticFormingと言い、略してSPFと呼ばれています。
なぜ膨らむの？
一般的に膨らむメカニズムは、金属材料をある一定の温度まで上昇させ、引っ張ると、 結晶粒界すべりという現象で伸びていくメカニズムです。これを超塑性現象と言います。
どんな金属でも伸びるの？
限定されます。現在主流なのが、アルミ合金とチタン合金です。そのほかにマグネシウム合金やステンレス合金や超耐熱合金などもあります。同じ材料で結晶粒が大きい材料と小さい材料があれば、小さいほうが伸びると思ってください。
どうやって膨らませるの？
①加熱炉に金型を入れ温める。②上フタと下の金型の間に材料をセットする。③超塑性温度まで温めたら、上フタにプレスを掛ける。④上フタからガスを入れる。⑤材料が膨らんで金型に張り付く。⑥金型を加熱炉から出し、膨らんだ材料を取り出す。 それを下記の図で表します。
金型費用は？
金型の材料と大きさによります。製品がアルミ合金なら金型材料は鉄。チタン合金ならステンレス鋼となります。そして、製品の大きさに比例します。ただ、全項の図を見てわかるように金型は下側しかありませんので、その分、雄雌の金型を作るより原材料費と加工費は安くなります。
どんな形まで作れるの？
風船が割れるように材料の厚みが伸びきってしまう形状やオーバーハング形状つまり金型が壺形状の場合は、張り付いた材料が取れません。
結局、何に使われているの？
この技法は、皆さんが普段ご家庭で目にするフライパンから航空・宇宙機器など目にすることのない部品まで使われています。特殊な用途では、複雑な表面でも表現できることから装飾品を制作するときにも使用します。
【最後に】
もし、「もっと知りたい」とご興味を持たれた方は、ホームページやお電話でお気軽にご連絡ください。 そして、最後まで読んで頂き誠に感謝致します。
