2020年8月26日水曜日

マルチモーダルパウダーとは

 マルチモーダルパウダーとは,粒度分布の異なる粉末をブレンドした粉末のこと。MIMで三峰分布粉末(Tri-modal powder)を使った論文記事を見つけた。 (PIM International vol.11 No.1 March 2017 p84) 


【結論】通常のカルボニル鉄粉に,2種類のナノ粉末をブレンドすることによる効果は3つ

1 活性化焼結を示す。少し低温側から密度が上がる。600℃~

2 1250℃で3時間キープしても、結晶粒が大きくならない(10μm)

3 Powder Lording 70VOL% !! で低圧射出可能


【レシピ】BasfカルボニルFe D50=4μm 75VOL% : ナノ粉末 25VOL%

ナノ粉末の内訳: 28nm:325nm=32:68VOL%



【珈琲ブレイ句】 この研究開発は,マイクロMIMを指向しているものであるが,結晶粒を大きくさせない効果があるので,通常MIMの量産品質の安定化に利用できるアイデアである。炉内温度バラツキに影響を受けづらい(ロバスト性が高い)ので、ロット内寸法が安定する。この現象は、ナノ微細粉末が結晶微細化剤の働き(ピン止め効果)をしているようだ。


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2020年8月18日火曜日

エリア75のその果て

MIMの大先生ジャーマン先生の本(訳は三浦先生)『粉末冶金の科学』を読むと・・・エリア75のその先が具体的数値で記載されている。

成分数    粒度比     重量%    充填割合
1               100         0.74
2(二峰充填) 7:1     73:27       0.86
3      49:7:1   75:14:11     0.95
4    343:49:7:1  73:14:10:3   0.98

臨界粉末量98%もありうるということか。
実際には,粉末には分布があるので理論通りにはいかない。
ジャーマン先生のInjection  Molding Metal & Ceramicsに出てくる「できるだけ広い分布を採用すること」だとか「二峰分布混錬物の粉末サイズ比21」は、上記がバックグラウンドであると推測すると、21:3ということか? 


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2020年8月17日月曜日

限界の向こう側「エリア75」


もしMIMフィードストックを1種類の球体粉末でつくると,充填最大密度(臨界粉末密度)は,面心立方格子充填の74vol%になる。次に,2種類の球状粉末の場合,その半径比が0.64のとき,充填最大密度は,少し増加し74.8vol%になる。さらに,2種類の半径比を極端に大きくしても(0.29以上)74vol%を超えることができる。これ以上は多種球充填問題になるが,この領域がMIMの臨界粉末量の極限領域であろう。

これが限界の向こう側「エリア75」である。



2020年8月7日金曜日

アンダーカット形状を形成するための技術の流れ

AMからようこそMIMへの時代の大きな流れがここにある

 アンダーカットの形成に優れている工法はAM技術(Additive Manufacturing:付加製造)である。MIM関連でいえば,MIM用粉末を利用した2種類,バインダージェット方式積層とMIMフィラメント溶融積層(FDM)である。アンダーカットがある複雑な三次元形状でも形成できる,形状の自由度は無限である。しかし,1つだけ弱点がある。それは,「表面あらさが悪い」ことである。
 積層造形であるため積層ピッチ(20200μm)の階段状表面が残る。これは,二次加工で改善はできるが工数が掛かる。一方,金型精度を転写させるMIMの場合はどうであろうか,MIMの表面あらさはRa1.52が可能である。AMMIMはこのように長所と短所があり,共存関係にある。 例えばこんな共存が考えられる。試作品はAMで造り,One-Day試作,機能評価,MIM形状設計,MIM金型製作,MIM量産。 
 このように新製品垂直立ち上げの強力な武器になる。表面あらさが必要なものは,AMで試作し,量産はMIMで造るという流れが自然であろう。なぜなら,AMの材料はMIM用の金属粉末を使うため,AM品で機能評価に合格すれば,スライド式に量産のMIMへ展開できる。

【珈琲ブレイ句】
 水溶性の消失樹脂中子に使うペレット・サンプルをもらったので成形してみました。MIMの二重成形用に開発されたものです。PMMAのように溶媒ではなく「温水」で溶かしだすので、安全であり局所排気に気を配る必要はありません。 180℃で成形したところ、とても奇麗な透明に仕上がります。強度はPPより硬い。ダイ・スウエル比が2倍もあり、金型の転写性も良好です。

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