2022年5月30日月曜日

二色成形(ダブルモールド)をまとめた

 二色成形(Double mould、Double Injection moulding)といっても、いろんな種類があるので、ここにまとめておく。


【珈琲ブレイ句】MIMの業界でも研究が行われていますが、私が知る範囲で実用化されているものは、樹脂インサート成形とロータリープレート方式のツーショット成形です。私もMIM片をインサートとして一体成形した実験を行いました。完全に接合面が拡散接合しないので量産化を断念しました。それ以外では、10年ほど前の論文で、サンドイッチ成形を試行したものがありました。これは、コアがFEN2でスキン層をCr鋼形成させるもので、成形条件によりスキン層を0.5mmに制御する発表でした。ちなみに、ポイントは2種フィードストックの粘度比の設計で、コア材の方をほんの少し粘度を高くし、射出温度を制御因子として流動性をコントロールすることらしいです。まさに神業です。

関連BLG: 2C-MIM(Two-Component MIM 二成分粉末射出成形)の課題

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2022年5月29日日曜日

超小型射出成形機を比較してみた

 EPSONから縦型の超小型射出成形機が発表されたので、比較表を作った。20年前の名機であるMicrosystem50(Battenfeld社)を基準として比較する。


【珈琲ブレイ句】ザ・超小型射出成形機の名機、Microsystem50と比較すると、近年の超小型射出成形機の特徴は、すべてプリプラ方式、最大射出圧力はほぼ同じ、型締め力と射出速度が低く設定されている。確か、当時のMicrosystem50の射出はカム駆動方式なので速かった?(記憶が曖昧)。EPSONは、可塑化をディスクで行う方式なので、めちゃくちゃスリムで装置の巾が300mmです。昔は「速く大量に生産する」ことを主眼にしていましたが、今は「ラインの中に組み込んで合理的に付加価値を加えながら生産する」へ要求がシフトしていることがわかります。また、装置あるいは金型が竪型であれば、インサート成形やロボットによるハンドリングも容易になります。超小物MIMをやるならこの日本製の成形機、かなりいいかも。

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2022年5月25日水曜日

非可燃性水素混合ガスの要求と過信

MIM脱脂焼結で、水素ガスを使いたくなる要求は2つであろう。

①炭素Cを減少させたい。C+H→CxHy(炭化水素、メタン等)

②酸素Oを減少させたい。O+H→H2O(水)

【アルゴン・水素混合ガスを使った実験*1】方法:ワンステップバインダー(3STD系)による脱脂焼結炉からの排出ガスを質量分析した実験。結論:水素100%とAr100%の反応強度が同じ程度に高い。水素100%による脱脂焼結品のC%が0.006%に減少する。一方、Ar75%水素25%混合ガスを使った脱脂焼結品のC%は、0.64%であった。これは、Ar100%の脱脂焼結体C%が0.32%であるので、水素混合がC%減少目的であれば逆効果であることを示唆している。   

論文の表3をグラフ化した。焼結体の炭素量は水素100%が最小で少しでもアルゴンが混合されると炭素量が増加していく。理由は不明とされているが、質量分析の結果から、水素100%の時は、低温250~500でほとんど炭化水素に変換されるが、アルゴン混入量が増えると反応の山の高さが低く裾野が広くなり、さらに高温側にシフトしていく。アルゴン100%の時はCH4(メタン)が支配的になる。加熱脱脂完了後、1000℃近傍でCO反応が起こる。*1:PIM international誌、2010年1号Spring-P43

【珈琲ブレイ句】 水素は可燃性ガスなので、不活性ガス類と混ぜて非可燃性にして使うものがあります。その量は、窒素・水素混合ガスで、5.5%未満(計算値)、アルゴン・水素混合ガスで、3.1%(計算値)です。実験でもこの非可燃性水素混合ガスを使いますが、期待通りの効果が確認できないので使わなくなるのです。その理由は、上記論文が示す通り水素に不活性ガスが混入すると、炭素残留量は増加することが原因だと思われます。したがって、非可燃性ガスの数%の水素含有量では炭化水素化効果が期待できない可能性が高いのです(酸素は減少するけど)。炭素低減目的で、水素を使うなら「水素100%を使うという覚悟」が必要でしょう。また、最近のMIM Like AM(BJT、MEX)の焼結炉では非可燃性水素混合ガスが使われていますが、過信しない方がよいかもしれません。

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