JP2012197475A

JP2012197475A - Microwave degreasing apparatus and microwave degreasing method

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Publication number: JP2012197475A
Application number: JP2011061508A
Authority: JP
Inventors: Terukazu Kanda; 輝一神田; Natsumi Sakamoto; 夏美坂本; Kenichi Watanabe; 憲一渡邉; Shinichi Takahashi; 愼一高橋; Akiichi Harada; 明一原田
Original assignee: Micro Denshi Co Ltd; Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Micro Denshi Co Ltd; Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: JP5814572B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microwave degreasing apparatus and a microwave degreasing method, wherein cracks and deformation are prevented from occurring in a molded article during a degreasing processing.SOLUTION: The microwave degreasing apparatus includes: a furnace 5 that has an inner space for storing the molded article including a binder; a microwave generator 7 for supplying a microwave to the inner space in the furnace; a temperature-measuring unit 11 for measuring the temperature of the molded article; and a controller 13 for controlling the microwave generator so that the rate of temperature rise in the molded article after the binder is liquefied may be lower than that before the binder is liquefied, and so that after the binder is gasified, the molded article may be kept at a temperature at which the binder starts gasifying.

Description

本発明は、圧縮成形、押出成形、粉末冶金射出成形（ＭＩＭ）等により作製した成形品にマイクロ波を照射して、短時間で脱脂処理を完了させることができるマイクロ波脱脂装置及びマイクロ波脱脂方法に関する。 The present invention relates to a microwave degreasing apparatus and a microwave degreasing device that can irradiate a molded product produced by compression molding, extrusion molding, powder metallurgy injection molding (MIM), etc. with microwaves and complete the degreasing process in a short time. Regarding the method.

従来より、マイクロ波を用いて成形品に含まれるバインダを脱脂処理する装置及び方法が知られている。例えば温度測定手段により成形品の温度を測定し、成形品に付与する脱脂ガスの温度を成形品の温度と同等かそれ以上に加熱した上で、マイクロ波を照射するとともに、当該加熱された脱脂ガスを成形品に供給してバインダを脱脂する脱脂方法がある（特許文献１参照。）。 Conventionally, an apparatus and a method for degreasing a binder contained in a molded product using a microwave are known. For example, the temperature of the molded product is measured by a temperature measuring means, and the temperature of the degreasing gas applied to the molded product is heated to be equal to or higher than the temperature of the molded product, and then the microwave is irradiated and the heated degreasing is performed. There is a degreasing method in which gas is supplied to a molded product to degrease the binder (see Patent Document 1).

特開２００３−７５０７７号公報JP 2003-75077 A

成形品の形状を保持するために必要なバインダとして、水やワックスなどいろいろな材料が用いられている。例えば、陶磁器などの成形品を成形する場合には、水、即ち、一種類のバインダだけが用いられる。また、粉末冶金により金属粉末から作製される成形品の場合は、摂氏数百度で行う仮焼結に至るまで成形品の形を維持するために、融点や沸点が異なる複数のバインダを用いている。 Various materials such as water and wax are used as binders necessary for maintaining the shape of the molded product. For example, when molding a molded article such as ceramics, only water, that is, one kind of binder is used. In addition, in the case of a molded product produced from metal powder by powder metallurgy, a plurality of binders having different melting points and boiling points are used in order to maintain the shape of the molded product until preliminary sintering performed at several hundred degrees Celsius. .

しかしながら、従来の脱脂方法のように、マイクロ波を照射することによる成形品の表面の温度上昇に対応して、成形品の周囲に存在する脱脂ガスの温度を上昇させ、成形品の表面とその周囲の温度と一致させただけでは、成形品に亀裂や変形などが発生することを防止することが困難であった。 However, like the conventional degreasing method, the temperature of the degreasing gas existing around the molded product is increased in response to the temperature rise of the molded product surface by irradiating microwaves, and the surface of the molded product and its surface It was difficult to prevent cracks and deformations from occurring in the molded product only by matching with the ambient temperature.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、脱脂処理において成形品に亀裂や変形などが生じないマイクロ波脱脂装置及びマイクロ波脱脂方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the microwave degreasing apparatus and microwave degreasing method which a crack, a deformation | transformation, etc. do not arise in a molded article in a degreasing process.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、発明者等は、鋭意研究し以下のような知見を得た。即ち、固相⇒液相⇒気相（又は固相から直接気相）に相転移するバインダを含む成形品は、成形品の基材である粉末の粒子間の隙間に、バインダが満たされた状態で固化されている。脱脂工程でワークが加熱されると、バインダが液化することで生じる液化バインダ又は気化することで生じる気化バインダが、排出経路である相対的に狭い粒子間の隙間を通り外部へ出される。液化又は気化したバインダをすべてワークの外部へ出す前に、バインダの沸点又は昇華点における気化温度を越えてワークの温度を上昇させると、バインダの液化又は気化に伴う急激な圧力上昇や体積膨張によりワークに亀裂や変形等が発生していると考えられる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the inventors have conducted intensive research and obtained the following knowledge. That is, in a molded product including a binder that undergoes a phase transition from solid phase to liquid phase to the gas phase (or directly from the solid phase to the gas phase), the gap is filled between the particles of the powder that is the base material of the molded product. It is solidified in the state. When the workpiece is heated in the degreasing process, the liquefied binder generated by the liquefaction of the binder or the evaporated binder generated by the vaporization is discharged to the outside through a gap between relatively narrow particles as a discharge path. If the temperature of the workpiece is raised beyond the vaporization temperature at the boiling point or sublimation point of the binder before all the liquefied or vaporized binder is taken out of the workpiece, a sudden pressure increase or volume expansion accompanying the liquefaction or vaporization of the binder may result. It is thought that cracks and deformations have occurred in the workpiece.

上記知見に基づき、本発明のマイクロ波脱脂装置の第１の態様は、バインダを含む成形品を収容する内部空間を有する炉と、前記炉の内部空間へマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、前記成形品の温度を測定する温度測定手段と、前記バインダの液化後の前記成形体の温度上昇率が、前記バインダの液化前の前記成形体の温度上昇率より低くなるように、かつ、前記バインダの気化後は、前記バインダが気化を開始する気化開始温度に前記成形品の温度を保つように、前記マイクロ波発生手段を制御する制御手段と、を備える。 Based on the above knowledge, a first aspect of the microwave degreasing apparatus of the present invention includes a furnace having an internal space that accommodates a molded article containing a binder, and a microwave generating means for supplying microwaves to the internal space of the furnace. A temperature measuring means for measuring the temperature of the molded product, and a temperature increase rate of the molded body after liquefaction of the binder is lower than a temperature increase rate of the molded body before liquefaction of the binder, and After the binder is vaporized, it comprises control means for controlling the microwave generating means so as to keep the temperature of the molded article at the vaporization start temperature at which the binder starts to vaporize.

さらに、本発明のマイクロ波脱脂装置の第２の態様によれば、マイクロ波脱脂装置の第１の態様であって、前記成形品の表面の反射度を検知する第１の反射センサと、前記成形品を加熱することにより生じる煙を検知する第１の煙センサと、を備え、前記成形品の表面の反射度が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記所定の閾値を越えた後の前記成形体の温度上昇率が、前記所定の閾値を越える前の前記成形体の温度上昇率より低くなるように前記マイクロ波発生手段を制御し、前記内部空間の検知量が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記成形体の温度を前記所定の閾値を越えた時点の温度に保つように前記マイクロ波発生手段を制御する。 Furthermore, according to the 2nd aspect of the microwave degreasing apparatus of this invention, it is the 1st aspect of a microwave degreasing apparatus, Comprising: The 1st reflection sensor which detects the reflectance of the surface of the said molded article, A first smoke sensor that detects smoke generated by heating the molded product, and when the reflectivity of the surface of the molded product exceeds a predetermined threshold value, the control means includes the predetermined threshold value. The microwave generation means is controlled so that the temperature rise rate of the molded body after exceeding the predetermined threshold is lower than the temperature rise rate of the molded body before exceeding the predetermined threshold, and the detected amount of the internal space is When the predetermined threshold is exceeded, the control means controls the microwave generating means so as to keep the temperature of the molded body at the temperature at the time when the predetermined threshold is exceeded.

また、本発明のマイクロ波脱脂装置の第３の態様によれば、マイクロ波脱脂装置の第２の態様であって、前記第１の煙センサとは異なる位置に配置され、前記炉の内部空間の基準検知量を検知するための第２の煙センサを備え、前記第２の煙センサにより検知される基準検知量と、前記第１の煙センサにより検知される検知量と、に基づき、前記バインダの気化を識別する。 Moreover, according to the 3rd aspect of the microwave degreasing apparatus of this invention, it is a 2nd aspect of a microwave degreasing apparatus, Comprising: It arrange | positions in the position different from a said 1st smoke sensor, The internal space of the said furnace A second smoke sensor for detecting a reference detection amount of the first smoke sensor, based on a reference detection amount detected by the second smoke sensor and a detection amount detected by the first smoke sensor, Identify binder vaporization.

さらに、本発明のマイクロ波脱脂装置の第４の態様によれば、マイクロ波脱脂装置の第２又は第３の態様であって、前記第１の反射センサとは異なる位置に配置され、前記成形品の基準反射度を検知するための第２の反射センサを備え、前記第２の反射センサにより検知される基準反射度と、前記第１の反射センサにより検知される反射度と、を比較することにより、バインダの液化を識別する。 Furthermore, according to the 4th aspect of the microwave degreasing apparatus of this invention, it is the 2nd or 3rd aspect of a microwave degreasing apparatus, Comprising: It arrange | positions in the position different from a said 1st reflective sensor, The said shaping | molding A second reflection sensor for detecting a reference reflection degree of the product, and comparing the reference reflection degree detected by the second reflection sensor with the reflection degree detected by the first reflection sensor; This identifies the liquefaction of the binder.

本発明のマイクロ波脱脂装置の第５の態様によれば、第１の態様のマイクロ波脱脂装置であって、前記成形品の表面の反射度を検知する第１の反射センサを備え、前記成形品の表面の反射度が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記所定の閾値を越えた後の前記成形体の温度上昇率が、前記所定の閾値を越える前の前記成形体の温度上昇率より低くなるように前記マイクロ波発生手段を制御する。 According to the fifth aspect of the microwave degreasing apparatus of the present invention, the microwave degreasing apparatus according to the first aspect includes the first reflection sensor that detects the reflectivity of the surface of the molded product, and the molding When the reflectivity of the surface of the article exceeds a predetermined threshold, the control means performs the molding before the temperature rise rate of the molded body after exceeding the predetermined threshold exceeds the predetermined threshold. The microwave generation means is controlled so as to be lower than the temperature rise rate of the body.

本発明のマイクロ波脱脂装置の第６の態様によれば、第１の態様のマイクロ波脱脂装置であって、前記成形品を加熱することにより生じる煙を検知する第１の煙センサを備え、前記第１の煙センサにより検知される検知量が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記成形体の温度を前記所定の閾値を越えた時点の温度に保つように前記マイクロ波発生手段を制御する。 According to the sixth aspect of the microwave degreasing apparatus of the present invention, the microwave degreasing apparatus according to the first aspect includes the first smoke sensor that detects smoke generated by heating the molded article, When the detection amount detected by the first smoke sensor exceeds a predetermined threshold value, the control means maintains the temperature of the molded body at the temperature when the predetermined threshold value is exceeded. Control the wave generating means.

さらに、上述した課題を解決し、目的を達成するために、バインダを含む成形品を脱脂するためにマイクロ波を用いる本発明のマイクロ波脱脂方法は、前記バインダの液化後の前記成形品の温度上昇率が、前記バインダの液化前の前記成形品の温度上昇率より低くなるように前記成形品を加熱する工程と、前記バインダの気化後は、前記バインダが気化を開始する気化開始温度に、前記成形品の温度を保つように加熱する工程と、を備える。 Furthermore, in order to solve the above-described problems and achieve the object, the microwave degreasing method of the present invention using a microwave to degrease a molded article containing a binder is the temperature of the molded article after liquefaction of the binder. The step of heating the molded product so that the rate of increase is lower than the rate of temperature increase of the molded product before liquefaction of the binder, and after the binder is vaporized, the vaporization start temperature at which the binder starts to vaporize, Heating to keep the temperature of the molded article.

なお、本明細書において、バインダの融点、沸点は、それぞれ、常圧（約０．１ＭＰａ）の下で昇温したときに、固体から液体へ転移する温度、液体から気体へ転移する温度を意味する。成形品を加熱し、バインダが固体から液体へ転移するのに必要な熱エネルギーが融解熱で、このときの温度が融点である。そして、液体のバインダが気体に転移するのに必要な熱エネルギーが気化熱である。なお、常圧以外の圧力条件においても、本発明の作用効果が得られることは言うまでもない。 In the present specification, the melting point and boiling point of the binder mean the temperature at which transition from a solid to a liquid and the temperature at which transition from a liquid to a gas occurs when the temperature is raised under normal pressure (about 0.1 MPa), respectively. To do. The heat energy necessary for heating the molded article and transferring the binder from solid to liquid is the heat of fusion, and the temperature at this time is the melting point. The heat energy necessary for the liquid binder to transfer to the gas is the heat of vaporization. It goes without saying that the effects of the present invention can be obtained even under pressure conditions other than normal pressure.

また、本明細書においてバインダの液化後とは、バインダの一部が融点に達し、その一部が液化を開始した時点以降を意味する。従って、バインダの液化前では、バインダ全体が固体状である。同様に、バインダの気化後とは、バインダの一部が沸点に達し、その一部が気化（蒸発）を開始した時点以降を意味する。従って、バインダの気化前では、バインダ全体が液体状（昇華の場合には、固体状）である。 Further, in the present specification, “after the liquefaction of the binder” means after the time when a part of the binder reaches the melting point and a part of the binder starts liquefaction. Accordingly, before the binder is liquefied, the entire binder is solid. Similarly, after the vaporization of the binder, it means after the time when a part of the binder reaches the boiling point and a part of the binder starts to vaporize (evaporate). Therefore, before the binder is vaporized, the entire binder is liquid (in the case of sublimation, it is solid).

本発明にかかるマイクロ波脱脂装置及びマイクロ波脱脂方法は、成形品に用いられているバインダの液化後は、バインダの液化前よりワークの温度上昇率を下げてワークを加熱し、バインダが気化しているときには、成形品をその気化温度に保つように加熱することで、成形品に亀裂や変形が生じることなく短時間でバインダの脱脂することができる。 In the microwave degreasing apparatus and the microwave degreasing method according to the present invention, after liquefaction of the binder used in the molded product, the workpiece is heated by lowering the rate of temperature rise of the workpiece before liquefaction of the binder, and the binder is vaporized. When the molded product is heated to keep its vaporization temperature, the binder can be degreased in a short time without cracking or deformation of the molded product.

第１の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置のブロック図である。1 is a block diagram of a microwave degreasing apparatus according to a first embodiment. 第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置のブロック図である。It is a block diagram of the microwave degreasing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図２に示される脱脂炉に装着される反射センサ及び煙センサの位置関係を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the positional relationship of the reflection sensor and smoke sensor with which the degreasing furnace shown by FIG. 2 is mounted | worn. 実施例に係るワークを脱脂するためのマイクロ波照射実験を示すグラフである。It is a graph which shows the microwave irradiation experiment for degreasing the workpiece | work which concerns on an Example.

以下に、本発明にかかるマイクロ波脱脂装置の実施形態及び実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments and examples of a microwave degreasing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment and an Example.

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置のブロック図である。マイクロ波脱脂装置１は、主として、バインダを有する成形品であるワーク３を収容するための炉である脱脂炉５と、脱脂炉５内へマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段、すなわちマイクロ波発振器７と、炉５内へ脱脂ガスを供給する脱脂ガス供給手段、すなわち脱脂ガス供給源９と、ワーク３の温度を測定する第１の温度測定手段、すなわち放射温度計１１と、バインダの気化が起きているときは、放射温度計１１により測定されるワーク３の温度を、バインダの気化温度に保つようにマイクロ波発振器７を制御する制御手段である、制御部１３と、を備える。以下に各構成要素について説明する。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of the microwave degreasing apparatus according to the first embodiment. The microwave degreasing apparatus 1 is mainly composed of a degreasing furnace 5 which is a furnace for accommodating a workpiece 3 which is a molded product having a binder, and a microwave generating means for supplying microwaves into the degreasing furnace 5, that is, a microwave oscillator. 7, a degreasing gas supply means for supplying a degreasing gas into the furnace 5, that is, a degreasing gas supply source 9, a first temperature measuring means for measuring the temperature of the work 3, that is, a radiation thermometer 11, and binder vaporization. When waking up, a control unit 13 is provided which is a control means for controlling the microwave oscillator 7 so as to keep the temperature of the workpiece 3 measured by the radiation thermometer 11 at the vaporization temperature of the binder. Each component will be described below.

ワーク３は、粉末冶金成形のためにワックス系や樹脂系等のバインダを繋ぎとして混練りされた金属粉末や非金属粉末の混練物を、圧縮成形、押出成形、射出成形等により成形したものである。金属粉末としては、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム等やこれらの化合物を用いることができる。また、非金属粉末としては、炭化物、窒化物等の非金属の無機材料を用いることができる。 Work 3 is formed by compression molding, extrusion molding, injection molding, or the like, by kneading a metal powder or non-metal powder kneaded with a binder such as wax or resin for powder metallurgy molding. is there. As the metal powder, iron, nickel, cobalt, copper, aluminum or the like, or a compound thereof can be used. Further, as the nonmetallic powder, a nonmetallic inorganic material such as carbide or nitride can be used.

脱脂炉５は、ステンレス鋼等などからなる箱形状の部材から構成され、ワーク３の脱脂処理をするためのほぼ密閉状態に保持できる内部空間５ａを有している。なお、本実施形態及び後述の実施形態及び実施例において、ワーク３は、内部空間５ａに載置される。また、マイクロ波発振器７は、導波管２５により脱脂炉５へ連結され、マイクロ波は、導波管２５を介して脱脂炉５内へ供給される。 The degreasing furnace 5 is made of a box-shaped member made of stainless steel or the like, and has an internal space 5a that can be held in a substantially sealed state for degreasing the work 3. In the present embodiment and the later-described embodiments and examples, the work 3 is placed in the internal space 5a. Further, the microwave oscillator 7 is connected to the degreasing furnace 5 by the waveguide 25, and the microwave is supplied into the degreasing furnace 5 through the waveguide 25.

マイクロ波発振器７のマイクロ波発振デバイスには、大出力まで発振可能なマグネトロンを利用することができる。マグネトロンのマイクロ波出力は、平均陽極電流がマイクロ波出力に比例するので、平均陽極電流を測定することにより取得することができる。マイクロ波出力の制御は、陽極電圧の波高値や流通角を増減させることにより平均陽極電流を増減させることで行われる。 As the microwave oscillation device of the microwave oscillator 7, a magnetron capable of oscillating up to a large output can be used. The microwave output of the magnetron can be obtained by measuring the average anode current because the average anode current is proportional to the microwave output. Control of the microwave output is performed by increasing / decreasing the average anode current by increasing / decreasing the peak value and flow angle of the anode voltage.

脱脂炉５に設けられている攪拌器１７は、脱脂炉５の内部でマイクロ波を攪拌するための回転羽根１５と、回転羽根１５を回転させるモータ１６と、を有し、ワーク３の加熱ムラを抑制する効果を有する。また、脱脂ガス供給源９は、脱脂ガス供給管１９により脱脂炉５に連結され、脱脂ガス供給源９から脱脂炉５内へ脱脂ガスを供給できるように構成されている。なお、図示されていないが、攪拌機１７は、制御部１３に電気的に連結され、攪拌機１７の作動は、制御部１３により制御される。脱脂ガスとしては、空気、酸素ガス、水素ガス（湿潤水素ガスを含む。）二酸化炭素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等を使用できる。 The stirrer 17 provided in the degreasing furnace 5 includes a rotating blade 15 for stirring the microwave inside the degreasing furnace 5 and a motor 16 for rotating the rotating blade 15, and heating unevenness of the workpiece 3. Has the effect of suppressing The degreasing gas supply source 9 is connected to the degreasing furnace 5 by a degreasing gas supply pipe 19 so that the degreasing gas can be supplied from the degreasing gas supply source 9 into the degreasing furnace 5. Although not shown, the stirrer 17 is electrically connected to the control unit 13, and the operation of the stirrer 17 is controlled by the control unit 13. As the degreasing gas, air, oxygen gas, hydrogen gas (including wet hydrogen gas), carbon dioxide gas, nitrogen gas, argon gas, or the like can be used.

また、脱脂炉５の内部空間５ａで、ワーク３の脱脂処理で発生するバインダの蒸気などを含有する脱脂ガスを外部に放出するための排風機２１が、排気管２３により連結されている。排風機２１は、従来から知られているように、ロータを回転させて吸引する遠心式の構成とすることができる。また、脱脂ガスを排気する手段としては、真空ポンプやエジェクタを備える構成としてもよい。なお、排風機２１を用いる代わりに、脱脂炉５の内部空間５ａ内に脱脂ガス等を送り込む送風機を脱脂ガス供給管１９に設け、排気管２３は単に大気と連通する構成としても良い。後述する他の実施形態の構成においても同様の変形が可能である。
さらに、脱脂炉５には、ワーク３の表面温度を非接触に測定できるに放射温度計１１が配置されている。 In addition, an exhaust pipe 23 is connected to the internal space 5a of the degreasing furnace 5 by an exhaust pipe 23 for releasing a degreasing gas containing binder vapor generated in the degreasing process of the workpiece 3 to the outside. As is conventionally known, the air exhauster 21 may have a centrifugal configuration that rotates and sucks the rotor. Further, the means for exhausting the degreasing gas may be configured to include a vacuum pump or an ejector. Instead of using the exhaust fan 21, a blower for sending degreasing gas or the like into the internal space 5 a of the degreasing furnace 5 may be provided in the degreasing gas supply pipe 19, and the exhaust pipe 23 may simply communicate with the atmosphere. Similar modifications can be made in configurations of other embodiments described later.
Further, a radiation thermometer 11 is arranged in the degreasing furnace 5 so that the surface temperature of the work 3 can be measured in a non-contact manner.

また、マイコンやシーケンサ等から構成される制御部１３は、マイクロ波発振器７、脱脂ガス供給源９、放射温度計１１、及び排風機２１それぞれに電気的に接続されており、各動作を司っている。さらに、制御部１３には、記憶部（例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ
ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ））２７が接続され、ワーク３のバインダの融点、沸点等のワーク３に関する情報、ワーク３の温度を温度プロファイル通りに最適制御するためのＰＩＤ制御パターン及びマイクロ波出力に関する情報、温度プロファイル、ワーク温度と最大マイクロ波出力との関係、及びマイクロ波脱脂装置１の作動プログラムといったワーク３を脱脂する際の温度制御情報が記憶部３７に格納される。 Moreover, the control part 13 comprised from a microcomputer, a sequencer, etc. is electrically connected to each of the microwave oscillator 7, the degreasing gas supply source 9, the radiation thermometer 11, and the exhaust fan 21, and manages each operation | movement. ing. Further, the control unit 13 includes a storage unit (for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read).
27) is connected, information on the work 3 such as the melting point and boiling point of the binder of the work 3, information on the PID control pattern and microwave output for optimal control of the temperature of the work 3 according to the temperature profile, and temperature profile The storage unit 37 stores temperature control information for degreasing the workpiece 3 such as the relationship between the workpiece temperature and the maximum microwave output and the operation program of the microwave degreasing apparatus 1.

上記構成のマイクロ波脱脂装置１において、使用者は、ワーク３に使用されているバインダの融点、沸点及び昇華点等の温度特性を入力部２９を介し記憶部２７に保存する。脱脂処理は、記憶部２７に記憶されたバインダの温度特性を参照しつつ、放射温度計１１により検出されたワーク３の表面温度に基づき制御部１３によりマイクロ波発振器７を制御して行われる。マイクロ波発振器７から導波管２５を介して脱脂炉５の内部空間５ａに供給されたマイクロ波は、攪拌器１７により攪拌され、ワーク３に吸収されワーク３を加熱する。 In the microwave degreasing apparatus 1 configured as described above, the user stores the temperature characteristics such as the melting point, boiling point, and sublimation point of the binder used in the work 3 in the storage unit 27 via the input unit 29. The degreasing process is performed by controlling the microwave oscillator 7 by the control unit 13 based on the surface temperature of the work 3 detected by the radiation thermometer 11 while referring to the temperature characteristics of the binder stored in the storage unit 27. The microwave supplied from the microwave oscillator 7 to the internal space 5 a of the degreasing furnace 5 through the waveguide 25 is stirred by the stirrer 17 and absorbed by the workpiece 3 to heat the workpiece 3.

ワーク３を、マイクロ波により加熱する際、ワーク３の表面温度は、放射温度計１１により検出されており、温度上昇率（すなわち、単位時間当たりのワーク３の表面３ａの温度の上昇量）が所定値になるように制御部１３により制御されている。 When the workpiece 3 is heated by microwaves, the surface temperature of the workpiece 3 is detected by the radiation thermometer 11, and the temperature increase rate (that is, the amount of increase in the temperature of the surface 3a of the workpiece 3 per unit time) is obtained. It is controlled by the control unit 13 so as to be a predetermined value.

これは、以下の理由による。バインダが融点又はその近傍の温度に達すると、バインダは液化し始める。液化バインダは、ワークに含まれる金属粒子間の隙間により構成される経路を通り、ワーク３の表面３ａに滲出する。液化バインダの容量が、経路の容積に比べ相対的に大きくなると、ワークの内圧が高まり、ワークの変形や割れなどが生じる恐れがある。そこで、液化バインダが、ワーク３の表面に確実に滲出できるように、温度上昇率を相対的に下げている。一方、バインダが、ワークの変形や割れが生じる恐れが少ない固体状である場合には、加熱時間を短縮化するために、温度上昇率を相対的に高くしている。 This is due to the following reason. When the binder reaches a temperature at or near the melting point, the binder begins to liquefy. The liquefied binder passes through the path formed by the gaps between the metal particles contained in the work, and exudes to the surface 3a of the work 3. If the capacity of the liquefied binder is relatively larger than the volume of the path, the internal pressure of the work increases, and the work may be deformed or cracked. Therefore, the temperature increase rate is relatively lowered so that the liquefied binder can surely exude to the surface of the workpiece 3. On the other hand, when the binder is in a solid state that is less likely to cause deformation or cracking of the workpiece, the temperature increase rate is relatively high in order to shorten the heating time.

このように、予め記憶部２７に保存されているバインダの融点（バインダの液化開始温度）に、ワーク３の表面温度が達した時点以降は、バインダの融点に達する前のワークの温度上昇率より、下げるようにマイクロ発振器７が制御され、ワーク３が加熱される。もちろん、温度上昇率がマイナスになってしまうと、液化したバインダが再度固化する恐れがあるため、温度上昇率は、０以上にすることが好ましい。さらに、液体から気体又は固体から気体に相転移する気化温度にワーク３の表面温度が達した場合には、ワーク３を気化温度に維持するように、マイクロ波発振器７が制御され、ワーク３が加熱される。これは、ワーク３に含有されるバインダの量によっては、ワーク３の表面温度をバインダの沸点より高い温度に加熱すると、バインダの体積の急激な膨張により成形品に変形や、割れが生じる恐れがあるからである。 Thus, after the time when the surface temperature of the workpiece 3 reaches the melting point of the binder (binder liquefaction start temperature) stored in the storage unit 27 in advance, the rate of temperature rise of the workpiece before reaching the melting point of the binder. The micro-oscillator 7 is controlled to lower, and the work 3 is heated. Of course, if the temperature increase rate becomes negative, the liquefied binder may be solidified again. Therefore, the temperature increase rate is preferably 0 or more. Further, when the surface temperature of the workpiece 3 reaches the vaporization temperature at which the phase transition from liquid to gas or solid to gas occurs, the microwave oscillator 7 is controlled so as to maintain the workpiece 3 at the vaporization temperature, Heated. This is because, depending on the amount of the binder contained in the workpiece 3, when the surface temperature of the workpiece 3 is heated to a temperature higher than the boiling point of the binder, the molded product may be deformed or cracked due to the rapid expansion of the binder volume. Because there is.

そして、当該バインダの気化が完了すると、脱脂処理が終了する。なお、本実施形態及び後述の第２の実施形態及び実施例では、バインダが一つの場合について説明している。しかし、本発明は、複数のバインダを含むワークの脱脂処理を行うことも可能である。複数のバインダを含む場合には、気化温度の最も低いバインダから、順番に、すべてのバインダの脱脂処理を行う構成となる。 And if the vaporization of the said binder is completed, a degreasing process will be complete | finished. In the present embodiment and the second embodiment and examples described later, the case where there is one binder is described. However, the present invention can also perform a degreasing process on a workpiece including a plurality of binders. When a plurality of binders are included, the degreasing process is performed on all the binders in order from the binder having the lowest vaporization temperature.

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置２０１について、図２を参照しつつ説明する。図２は、第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置２０１のブロック図であり、図３は、図２に示される脱脂炉５に装着される反射センサ２３１及び煙センサ２０３の位置関係を示す模式平面図である。なお、図３は、脱脂炉５の上方から見た場合における反射センサ２３１及び煙センサ２０３の位置関係を説明するための図であるため、図２に示されるその他の構成要素は図面から割愛されている。 [Second Embodiment]
A microwave degreasing apparatus 201 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the microwave degreasing apparatus 201 according to the second embodiment, and FIG. 3 shows the positional relationship between the reflection sensor 231 and the smoke sensor 203 attached to the degreasing furnace 5 shown in FIG. It is a schematic plan view. Note that FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the reflection sensor 231 and the smoke sensor 203 when viewed from above the degreasing furnace 5, and therefore other components shown in FIG. 2 are omitted from the drawing. ing.

第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置２０１は、第１の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置１に、バインダが気化することで生じる煙を検知する煙（ガス）検知手段、すなわち第１の煙（ガス）センサ２０３と、ワーク３の表面に滲出する液状バインダを検知する液状バインダ検出手段、すなわち第１の反射センサ２３１と、を加えた構成である。なお、特に記載しないマイクロ波脱脂装置２０１の構成、作用、及び効果は、第１の実施形態のマイクロ波脱脂装置１と同じである。 The microwave degreasing apparatus 201 according to the second embodiment is a smoke (gas) detection unit that detects smoke generated by the vaporization of the binder in the microwave degreasing apparatus 1 according to the first embodiment, that is, a first degreasing apparatus. A smoke (gas) sensor 203 and a liquid binder detecting means for detecting a liquid binder that oozes on the surface of the work 3, that is, a first reflection sensor 231 are added. In addition, the structure of the microwave degreasing apparatus 201 which is not specifically described, an effect | action, and an effect are the same as the microwave degreasing apparatus 1 of 1st Embodiment.

光電センサにより構成される第１の反射センサ２３１は、光を照射する発光素子と、発光素子から照射された光の反射光を受光する受光素子と、を有する。第１の反射センサ２３１に用いられる光電センサは、公知の構成であるので詳細は割愛する。 The first reflection sensor 231 including a photoelectric sensor includes a light emitting element that emits light and a light receiving element that receives reflected light of light emitted from the light emitting element. Since the photoelectric sensor used for the first reflection sensor 231 has a known configuration, details are omitted.

第１の反射センサ２３１の発光素子から照射される光が、ワーク３で反射すると、ワーク３に対する入射角と等しい反射角で反射する正反射光と、入射光とは異なる反射角で拡散するように反射する拡散反射光と、が生じる。正反射光と拡散反射光との割合は、光が照射されるワーク３の表面３ａの反射度によって異なる。ワーク３の表面３ａの反射度が高いほど（すなわち、ワーク３の表面３ａに存在する液化バインダの量が多いほど）、正反射光の割合が高くなり、ワーク３の表面３ａの反射度が低いほど（すなわち、ワークの表面に存在する液化バインダの量が少ないほど）、正反射光の割合が低くなる。従って、受光素子の正反射光の受光量の閾値を設定し、当該閾値を越えた場合には、ワーク３の表面３ａに液化バインダが滲出していることを識別する構成である。 When the light emitted from the light emitting element of the first reflection sensor 231 is reflected by the work 3, the specular reflection light reflected at a reflection angle equal to the incident angle with respect to the work 3 is diffused at a reflection angle different from the incident light. Diffusely reflected light is reflected. The ratio between the regular reflection light and the diffuse reflection light varies depending on the reflectivity of the surface 3a of the workpiece 3 irradiated with the light. The higher the reflectivity of the surface 3a of the workpiece 3 (that is, the greater the amount of liquefied binder present on the surface 3a of the workpiece 3), the higher the proportion of specular reflection light and the lower the reflectivity of the surface 3a of the workpiece 3 is. As a result (that is, the smaller the amount of the liquefied binder present on the surface of the workpiece), the proportion of the regular reflection light becomes lower. Therefore, a threshold value is set for the amount of regular reflection light of the light receiving element, and when the threshold value is exceeded, it is identified that the liquefied binder is exuding on the surface 3a of the workpiece 3.

なお、本実施形態において、ワーク３の鉛直方向（図２の上下方向）の上面、すなわち表面３ａに、照射する発光素子からの光を照射する構成である。光を照射するワーク３の部位は、適宜変更できることは言うまでもない。 In addition, in this embodiment, it is the structure which irradiates the light from the light emitting element to irradiate to the upper surface of the vertical direction (up-down direction of FIG. 2) of the workpiece | work 3, ie, the surface 3a. It goes without saying that the part of the work 3 to be irradiated with light can be appropriately changed.

このような構成のマイクロ波脱脂装置２０１により、ワーク３の温度を上昇させると、第１のバインダの融点或いはその近傍の温度で、ワーク３の表面３ａに液化したバインダが滲出し始める。このとき、ワーク３の表面３ａのバインダにより、発光素子から照射された光の反射量が増大する。一方、予備実験により液化バインダがワーク３の表面３ａに滲出するときの受光素子の出力値（閾値）を取得しておく。そして、反射センサ２３１の受光素子の出力がその閾値を越えた場合には、バインダの液化の開始を識別できる。 When the temperature of the workpiece 3 is increased by the microwave degreasing apparatus 201 having such a configuration, the liquefied binder starts to exude on the surface 3a of the workpiece 3 at the melting point of the first binder or a temperature in the vicinity thereof. At this time, the amount of reflection of light emitted from the light emitting element is increased by the binder on the surface 3a of the workpiece 3. On the other hand, the output value (threshold value) of the light receiving element when the liquefied binder exudes to the surface 3a of the work 3 is obtained in a preliminary experiment. When the output of the light receiving element of the reflection sensor 231 exceeds the threshold, the start of binder liquefaction can be identified.

このように、本実施形態では、バインダの融点に達したか否かは、液化バインダがワーク３の表面３ａへ滲出したか否かにより識別され、ワーク３の温度上昇率を変更するタイミングを制御できる。従って、予備実験によりワークに含まれるバインダ固有の融点を取得することなく、ワーク３の加熱の制御を行う事も可能となる。第２の実施形態によれば、第１の実施形態に比べ脱脂処理を簡易に行うことができる。 Thus, in this embodiment, whether or not the melting point of the binder has been reached is identified by whether or not the liquefied binder has oozed out to the surface 3a of the work 3, and the timing for changing the temperature increase rate of the work 3 is controlled. it can. Therefore, it is possible to control the heating of the workpiece 3 without obtaining the melting point specific to the binder contained in the workpiece by a preliminary experiment. According to the second embodiment, the degreasing process can be easily performed as compared with the first embodiment.

次に、第１の煙センサ２０３について説明する。光電式の第１の煙センサ２０３は、脱脂工程の際に、脱脂炉５内でワーク３に含まれるバインダに起因する煙（ガス）を検知するためのものであり、互いに隣り合うように配置される発光素子及び受光素子を有する検知部材２０３ａと、光反射部材２０３ｂとを備える。互いに光軸方向に対向するように、検知部材２０３ａと光反射部材２０３ｂとが脱脂炉５の側壁に装着されている。検知部材２０３ａの発光素子から照射された光は、光反射部材２０３ｂで反射され、受光素子で受ける。第１の煙センサ２０３に用いられる光電センサは、公知の構成であるので詳細は割愛する。 Next, the first smoke sensor 203 will be described. The photoelectric first smoke sensor 203 is for detecting smoke (gas) caused by the binder contained in the work 3 in the degreasing furnace 5 during the degreasing process, and is arranged adjacent to each other. A detection member 203a having a light emitting element and a light receiving element, and a light reflection member 203b. The detection member 203a and the light reflection member 203b are mounted on the side wall of the degreasing furnace 5 so as to face each other in the optical axis direction. The light emitted from the light emitting element of the detection member 203a is reflected by the light reflecting member 203b and received by the light receiving element. Since the photoelectric sensor used for the first smoke sensor 203 has a known configuration, the details are omitted.

煙センサ２０３は、発光素子及び受光素子の間の光路上に感知すべき煙、塵埃が存在すると、受光素子で受ける光量が減少し（検知量が閾値を越え）、電気出力が減少することを利用して、煙、塵埃を感知する構成である。なお、発光素子と受光素子とをある角度を設けて設置し、発光素子からの光が煙、塵埃により散乱される散乱光を受光素子で検知して、煙、塵埃の存在を感知する光散乱方式の煙センサを用いることも可能である。 The smoke sensor 203 indicates that if there is smoke or dust to be detected on the optical path between the light emitting element and the light receiving element, the amount of light received by the light receiving element decreases (the detection amount exceeds the threshold), and the electrical output decreases. It is configured to detect smoke and dust. Light scattering that detects the presence of smoke and dust by detecting the scattered light scattered by the smoke and dust by the light emitting element and the light receiving element provided at a certain angle. It is also possible to use a smoke sensor of the type.

さらに、検知部材２０３ａに対向するように、光反射部材２０３ｂを配置し、発光素子と同軸に配置された受光素子で反射部材により反射された散乱光を受光する構成ではなく、発光素子と受光素子とを互いに対面する構成としても良い。 Further, the light reflecting member 203b is disposed so as to face the detection member 203a, and the light receiving element disposed coaxially with the light emitting element is not configured to receive the scattered light reflected by the reflecting member, but the light emitting element and the light receiving element. May be configured to face each other.

上記構成のマイクロ波脱脂装置２０１では、煙センサ２０３によりバインダが沸点に達していることを感知できる。第１の実施形態においては、固体から気体へ昇華を開始する昇華開始温度や、液体から気体へ気化を開始する気化開始温度を予備実験で取得し、その情報を記憶部２７に予め保存しておく。そして、気化温度にワークが達した場合には、その温度にワークを維持するように制御していた。 In the microwave degreasing apparatus 201 having the above configuration, the smoke sensor 203 can sense that the binder has reached the boiling point. In the first embodiment, a sublimation start temperature for starting sublimation from a solid to a gas and a vaporization start temperature for starting vaporization from a liquid to a gas are acquired in a preliminary experiment, and the information is stored in the storage unit 27 in advance. deep. When the workpiece reaches the vaporization temperature, control is performed so that the workpiece is maintained at that temperature.

しかし、本実施形態によれば、液体（又は固体）であるバインダが気化する気化温度を記憶部２７に保存する必要がない。バインダの気化により生じる煙（ガス）を煙センサ２０３により検出し、検出時のワーク３の気化開始温度（沸点）を放射温度計１１により測定する。そして、煙センサ２０３により、煙が検出されている間は、ワーク３の表面温度をその気化開始温度に維持するようにマイクロ波発振器７を制御部１３により制御する。
なお、制御部１３は、反射センサ２３１及び煙センサ２０３が電気的に連結され、両センサの作動は、制御部１３により制御されることは言うまでもない。 However, according to the present embodiment, it is not necessary to store the vaporization temperature at which the binder, which is a liquid (or solid), vaporizes, in the storage unit 27. Smoke (gas) generated by the vaporization of the binder is detected by the smoke sensor 203, and the vaporization start temperature (boiling point) of the workpiece 3 at the time of detection is measured by the radiation thermometer 11. While the smoke sensor 203 detects smoke, the control unit 13 controls the microwave oscillator 7 so as to maintain the surface temperature of the workpiece 3 at the vaporization start temperature.
In the control unit 13, it is needless to say that the reflection sensor 231 and the smoke sensor 203 are electrically connected, and the operation of both sensors is controlled by the control unit 13.

第１の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置１に比べ、ワーク３に含まれるバインダが液化又は気化する際の液化温度又は気化温度を予め調べることが不要となり、脱脂処理の作業効率をより高めることができる。また、脱脂処理をするワーク間に個体差がある場合であっても、脱脂処理を正確かつ確実に行うことができる。 Compared to the microwave degreasing apparatus 1 according to the first embodiment, it is not necessary to examine in advance the liquefaction temperature or vaporization temperature when the binder contained in the work 3 is liquefied or vaporized, and the work efficiency of the degreasing process is further increased. Can do. Moreover, even if there are individual differences between the workpieces to be degreased, the degreasing treatment can be performed accurately and reliably.

〔変形例〕
さらに、第２の実施形態の変形例について説明する。変形例は、第２の実施形態のマイクロ波脱脂装置２０１に、第２の煙センサ３０３（図２に一点鎖線で示す）及び第２の反射センサを加える構成である。第２の煙センサは、第１の煙センサ２０３と同じ構成であるが、配置される場所が異なる。第２の煙センサ３０３は、炉５の内壁５ｂであって、煙が比較的滞留しない部位に配置される。 [Modification]
Furthermore, a modified example of the second embodiment will be described. The modification is configured to add a second smoke sensor 303 (shown by a one-dot chain line in FIG. 2) and a second reflection sensor to the microwave degreasing apparatus 201 of the second embodiment. The second smoke sensor has the same configuration as that of the first smoke sensor 203, but the place where the second smoke sensor is arranged is different. The second smoke sensor 303 is disposed on the inner wall 5b of the furnace 5 where the smoke does not stay relatively.

気化バインダに起因する煙は、内部空間５ａの上部（図２の紙面の上下方向上方）に滞留する傾向がある。従って、第１の煙センサ２０３より図２の紙面の上下方向に関し下方又は図２の紙面の上下方向に関し同じ位置であって、図３の上下方向に関し第１の煙センサ２０３と離間する位置（すなわち、ワーク３が煙センサ２０３の光路を通らない位置）に配置する。もちろん、図３の上下方向に対向する脱脂炉５の壁面に配置することも可能である。 Smoke resulting from the vaporized binder tends to stay in the upper part of the internal space 5a (upward and downward in the drawing in FIG. 2). Accordingly, the position is lower than the first smoke sensor 203 with respect to the vertical direction of the paper surface of FIG. 2 or the same position with respect to the vertical direction of the paper surface of FIG. That is, the work 3 is disposed at a position where the work 3 does not pass through the optical path of the smoke sensor 203. Of course, it is also possible to arrange on the wall surface of the degreasing furnace 5 facing in the vertical direction of FIG.

第２の煙センサ３０３により内部空間５ａに脱脂処理を行うべきワークを配置した状態で、検知量すなわち基準検知量を検出する。例えば、脱脂処理を行ったマイクロ波脱脂装置２０１の内部空間５ａの雰囲気状態で、第２の煙センサ３０３により基準検知量を検出する。その後、ワークの脱脂処理工程において、第１の煙センサ２０３により検出される検知量と、第２の煙センサ３０３により検出される基準検知量との差分が、所定の閾値を越えた場合には、バインダの気化が開始したことを識別する。従って、脱脂炉５の内部空間５ａの雰囲気の状態に拘わらず、バインダの気化開始温度を正確に識別できる。 A detection amount, that is, a reference detection amount is detected in a state where a work to be degreased is disposed in the internal space 5a by the second smoke sensor 303. For example, the reference detection amount is detected by the second smoke sensor 303 in the atmosphere state of the internal space 5a of the microwave degreasing apparatus 201 that has been degreased. Thereafter, in the work degreasing process, when the difference between the detection amount detected by the first smoke sensor 203 and the reference detection amount detected by the second smoke sensor 303 exceeds a predetermined threshold value. , Identify that the binder vaporization has started. Therefore, irrespective of the state of the atmosphere in the internal space 5a of the degreasing furnace 5, the vaporization start temperature of the binder can be accurately identified.

同様に、ワークの基準反射度を検出するための第２の反射センサを設けることも可能である。第２の反射センサは、その発光素子が、液化バインダの滲出する量が比較的少ない部位に向くように配置される。脱脂処理されるワークの個体差により反射度が異なる場合がある。その場合でも、液化バインダの存在しない（又は存在がほとんど無い）部位の反射度を第２の反射センサにより基準反射度として検出し、第１の反射センサにより検出される反射度と、基準反射度との差分が閾値を越えた場合には、バインダの液化が開始したことを識別する構成とすることができる。ワークの個体差に拘わらず、パインダの液化を正確に識別することができる。 Similarly, it is possible to provide a second reflection sensor for detecting the reference reflectivity of the workpiece. The second reflection sensor is disposed so that the light emitting element faces a portion where the amount of the liquefied binder exuded is relatively small. The reflectivity may vary depending on the individual difference of the workpiece to be degreased. Even in such a case, the reflectance of the portion where the liquefaction binder does not exist (or almost does not exist) is detected as the reference reflectance by the second reflection sensor, and the reflectance detected by the first reflection sensor and the reference reflectance When the difference between and exceeds the threshold value, it can be configured to identify that the liquefaction of the binder has started. Regardless of the individual difference of the workpiece, the liquefaction of the binder can be accurately identified.

以下に、マイクロ波脱脂装置の実施例について図３、図４を参照しつつ説明する。実施例は、第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置２０１によりワーク３を脱脂処理する例である。図４は、実施例に係るワーク３を脱脂するためのマイクロ波照射実験を示すグラフである。図４のグラフの左側縦軸は、ワーク３の表面温度（℃）及び第１の反射センサ２３１の受光素子の受光量を示し、右側縦軸は、第１の煙センサー２０３を構成する受光素子の受光量を示し、横軸は、ワークの処理時間（分）を示す。グラフＬは、第１の煙センサー２０３の受光量と処理時間との関係を示し、グラフＳは、第１の反射センサー２３１の受光量と処理時間との関係を示し、グラフＨは、ワーク３の表面温度（℃）と処理時間（分）との関係を示し、Ｔは、煙の有無を識別するために用いる第１の煙センサ２０３の受光量の閾値（４７００）を示し、Ｒは、滲みの有無を識別するために用いる第１の反射センサ２３１の受光量の閾値（３１０）を示す。上記閾値は、予め試験片を用いた予備試験により取得することができる。 Below, the Example of a microwave degreasing apparatus is described, referring FIG. 3, FIG. An Example is an example which degreases the workpiece | work 3 with the microwave degreasing apparatus 201 which concerns on 2nd Embodiment. FIG. 4 is a graph showing a microwave irradiation experiment for degreasing the workpiece 3 according to the example. 4, the left vertical axis indicates the surface temperature (° C.) of the workpiece 3 and the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231, and the right vertical axis indicates the light receiving element that constitutes the first smoke sensor 203. The horizontal axis indicates the workpiece processing time (minutes). The graph L shows the relationship between the amount of light received by the first smoke sensor 203 and the processing time, the graph S shows the relationship between the amount of light received by the first reflection sensor 231 and the processing time, and the graph H shows the work 3 The relationship between the surface temperature (° C.) and the processing time (minutes) of the first smoke sensor 203 used for identifying the presence or absence of smoke is indicated by T, and the threshold value (4700) of the amount of light received by the first smoke sensor 203 is used. The threshold value (310) of the received light amount of the first reflection sensor 231 used for identifying the presence or absence of bleeding is shown. The threshold value can be acquired in advance by a preliminary test using a test piece.

なお、図４のグラフに示す受光量は、第１の煙センサ２０３の発光素子からの光を遮断した場合の受光素子の受光量を０とし、第１の煙センサ２０３の発光素子から受光素子までの光路に障害物が無い場合の受光素子の受光量（最大値）を５０００としたときの、第１の煙センサ２０３の受光素子が受ける受光量の相対値である。同様に、第１の反射センサ２３１の発光素子からの光を遮断した場合の受光素子の受光量２００とし、第１の反射センサ２３１の発光素子から受光素子までの光路に障害物が無い場合の受光量（最大値）を４０９５としたときの、第１の反射センサ２３１の受光素子が受ける受光量の相対値である。従って、利用する煙センサー及び反射センサの種類や発光量が変わることにより、受光量の値が変わることはいうまでもない。 Note that the amount of received light shown in the graph of FIG. 4 is 0 when the light from the light emitting element of the first smoke sensor 203 is blocked, and the light receiving element from the light emitting element of the first smoke sensor 203 is zero. This is a relative value of the amount of light received by the light receiving element of the first smoke sensor 203 when the amount of light received by the light receiving element (maximum value) is 5000 when there is no obstacle in the optical path. Similarly, when the light from the light emitting element of the first reflection sensor 231 is blocked, the amount of light received by the light receiving element is 200, and there is no obstacle in the optical path from the light emitting element to the light receiving element of the first reflection sensor 231. This is the relative value of the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231 when the amount of received light (maximum value) is 4095. Therefore, it goes without saying that the value of the amount of received light changes as the type of smoke sensor and reflection sensor used and the amount of emitted light change.

本実施例では、バインダが液化しワーク表面に滲みが生じた場合の第１の反射センサ２３１の受光素子の受光量（閾値）を３１０とし、受光量が閾値未満の場合にはバインダの液化による滲みは生じていないとみなし、受光量が閾値以上の場合には、液化による滲みが生じているとみなしている。また、バインダが気化しガスが生じた場合の第１の煙センサ２０３の受光素子の受光量（閾値）を、４７００とし、受光量が閾値より高い場合にはバインダの気化による煙は生じていないとみなし、閾値以下の場合には、気化による煙が生じているとみなしている。 In this embodiment, the light receiving amount (threshold value) of the light receiving element of the first reflection sensor 231 when the binder is liquefied and the work surface is blotted is 310, and when the light receiving amount is less than the threshold value, the binder is liquefied. It is considered that no bleeding has occurred, and when the amount of received light is equal to or greater than a threshold value, it is considered that bleeding due to liquefaction has occurred. Further, the light receiving amount (threshold value) of the light receiving element of the first smoke sensor 203 when the binder is vaporized and gas is generated is 4700. When the light receiving amount is higher than the threshold value, no smoke is generated due to the vaporization of the binder. If it is less than or equal to the threshold, it is considered that smoke is generated by vaporization.

使用したワーク３は、ＳＣＭ４１５（ＪＩＳＧ４０５３：２００８）を用いて作製されている。また、ワーク３は、円盤部材の円形面の一方に円柱形状の突起が設けられたボタン形状であり、円盤部材の直径は、直径が３５ｍｍであり、ワーク３の高さが１５ｍｍ〜１８ｍｍである。また、ワーク３は、ＳＣＭ４１５と仮焼結の温度まで、ワークの形状を保つようにするため、３種類のバインダとを混練りし射出成形された成形品であり、バインダを、８．５９重量パーセント含む。 The used work 3 is produced using SCM415 (JIS G 4053: 2008). Moreover, the workpiece | work 3 is a button shape by which the column-shaped protrusion was provided in one of the circular surfaces of a disk member, the diameter of a disk member is 35 mm in diameter, and the height of the workpiece | work 3 is 15 mm-18 mm. . The workpiece 3 is a molded product obtained by kneading three types of binders and maintaining the shape of the workpiece up to the temperature of the SCM 415 and pre-sintering. Including percent.

また、本実施例では、第２の実施形態に係るマイクロ波脱脂装置２０１を使用した。従って、マイクロ波脱脂装置の構成、作用、及び効果は、第２の実施形態のマイクロ波脱脂装置２０１と同じであるので、説明は割愛する。さらに、本実施例では、脱脂ガス供給源９から供給される窒素（Ｎ_２）ガスを、流量２ｍ^３／ｈで脱脂炉５の内部空間５ａ内に供給し、気化バインダを排出している。 Moreover, in the present Example, the microwave degreasing apparatus 201 which concerns on 2nd Embodiment was used. Therefore, since the configuration, operation, and effect of the microwave degreasing apparatus are the same as those of the microwave degreasing apparatus 201 of the second embodiment, description thereof is omitted. Further, in this embodiment, nitrogen (N ₂ ) gas supplied from the degreasing gas supply source 9 is supplied into the internal space 5a of the degreasing furnace 5 at a flow rate of 2 m ³ / h, and the vaporized binder is discharged.

図４に示されるとおり、ワーク３の最初の表面温度は、１０℃である。そして、ワーク３が、平均５０℃／２４０秒の温度上昇率（単位時間当たりの温度上昇量）で昇温するように、ワーク３にマイクロ波を照射する。ワーク３の温度が上昇するとともに、第１の反射センサ２３１の受光素子による受光量が増加する。照射開始から約８分経過後に、第１の反射センサ２３１の受光素子の受光量が閾値である３１０に到達したことを制御部１３が識別すると、制御部１３は、その時に放射温度計１１により測定される表面温度、すなわち８０℃に維持するようにマイクロ波発振器７を制御する。 As shown in FIG. 4, the initial surface temperature of the work 3 is 10 ° C. Then, the workpiece 3 is irradiated with microwaves so that the temperature of the workpiece 3 is increased at an average temperature increase rate of 50 ° C./240 seconds (a temperature increase amount per unit time). As the temperature of the workpiece 3 rises, the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231 increases. When the control unit 13 identifies that the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231 has reached the threshold value 310 after about 8 minutes from the start of irradiation, the control unit 13 uses the radiation thermometer 11 at that time. The microwave oscillator 7 is controlled to maintain the measured surface temperature, that is, 80 ° C.

照射開始から６２分経過後に、第１の反射センサ２３１の受光素子の受光量が再度閾値未満になると、ワーク３上に滲み出た液化バインダが無いことが、制御部１３により識別され、マイクロ波発振器７により、ワーク３の表面３ａの温度が、５０℃／２４０秒の温度上昇率となるように制御される。６２分から１００分位までの間は、第１の反射センサ２３１の受光素子の受光量が閾値を越えたり、超えなかったりの変化を繰り返すので、閾値を超えた場合には、閾値を超えた時の温度にワーク３を維持し、閾値より下回っている場合には、所定の温度上昇率でワーク３を加熱する。 When the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231 again becomes less than the threshold value after 62 minutes from the start of irradiation, the controller 13 identifies that there is no liquefied binder that has oozed out on the workpiece 3, and the microwave The temperature of the surface 3a of the workpiece 3 is controlled by the oscillator 7 so that the temperature rise rate is 50 ° C./240 seconds. Between 62 minutes and 100 minutes, the amount of light received by the light receiving element of the first reflection sensor 231 repeatedly changes such that it exceeds or does not exceed the threshold value. If the threshold value is exceeded, the threshold value is exceeded. When the workpiece 3 is maintained at the temperature of less than the threshold value, the workpiece 3 is heated at a predetermined temperature increase rate.

なお、第１の反射センサ２３１の受光量が閾値を超えている１００分から１２８分までは、ワーク３の温度上昇率が安定していないが、これは、放射温度計１１の測定精度によるものと考えられる。実際は、１００分から１２８分までの滲みが発生しない状態では、５０℃／２４０秒の温度上昇率でワークが加熱されている。 Note that the rate of temperature increase of the workpiece 3 is not stable from 100 minutes to 128 minutes when the amount of light received by the first reflection sensor 231 exceeds the threshold, but this is due to the measurement accuracy of the radiation thermometer 11. Conceivable. Actually, in a state where no bleeding occurs from 100 minutes to 128 minutes, the workpiece is heated at a temperature increase rate of 50 ° C./240 seconds.

処理時間が約１２０分経過すると、、第１の煙センサ２０３の受光素子２０３ｂによる受光量が減少する。照射開始から約１２８分経過後に、第１の煙センサ２０３の受光素子２０３ｂの受光量が閾値である４７００以下となった（閾値を越える）ことを制御部１３が識別すると、制御部１３は、放射温度計１１により測定される温度、すなわち液体から気体への気化温度である１３０℃に維持するようにマイクロ波発振器７を制御する。そして、第１の煙センサ２０３の受光素子により測定される受光量が閾値４７００より大きくなるまで、制御部１３は、放射温度計１１から得られる温度情報を参照しつつ、ワーク３を気化温度に維持する。 When about 120 minutes elapses, the amount of light received by the light receiving element 203b of the first smoke sensor 203 decreases. When the control unit 13 identifies that the amount of light received by the light receiving element 203b of the first smoke sensor 203 has reached the threshold value of 4700 or less (exceeds the threshold value) after about 128 minutes from the start of irradiation, the control unit 13 The microwave oscillator 7 is controlled so as to maintain the temperature measured by the radiation thermometer 11, that is, 130 ° C., which is the vaporization temperature from liquid to gas. Then, until the amount of received light measured by the light receiving element of the first smoke sensor 203 becomes larger than the threshold value 4700, the control unit 13 refers to the temperature information obtained from the radiation thermometer 11 and sets the workpiece 3 to the vaporization temperature. maintain.

図４のグラフに示されるように、加熱を開始してから約２３２分後に煙センサ２０３の受光素子の受光量が閾値以上となったことを制御部１３が識別すると（脱脂処理の完了）、制御部１３は、所定の温度上昇率となるようにマイクロ波発振器７を制御し、ワーク３を昇温させる。その後、放射温度計１１により測定されたワーク３の温度が、所定温度（例えば、仮焼結温度等）に到達したことを、制御部１３により識別されると、制御部１３はマイクロ発振器７、脱脂ガス供給源９等を停止し仮焼結工程が終了する。このように、バインダの気化が生じている間、ワーク３をバインダの気化温度に維持することで、成形品に亀裂や変形が生じることなくバインダを脱脂することができる。なお、図４に示されるように、ワークの温度を気化温度に維持するように制御しているときであっても、ワーク３の実際の表面温度は、所定の温度幅（±約１０℃）内で変化している。しかし、脱脂処理したワーク３に、亀裂や変形は生じなかった。 As shown in the graph of FIG. 4, when the control unit 13 identifies that the amount of light received by the light receiving element of the smoke sensor 203 is equal to or greater than the threshold value approximately 232 minutes after the start of heating (completion of the degreasing process), The control unit 13 controls the microwave oscillator 7 so as to achieve a predetermined temperature increase rate, and raises the temperature of the workpiece 3. After that, when the control unit 13 recognizes that the temperature of the work 3 measured by the radiation thermometer 11 has reached a predetermined temperature (for example, a pre-sintering temperature), the control unit 13 The degreasing gas supply source 9 and the like are stopped, and the preliminary sintering step is completed. Thus, while the vaporization of the binder occurs, the binder can be degreased by maintaining the workpiece 3 at the vaporization temperature of the binder without causing cracks or deformation in the molded product. As shown in FIG. 4, even when the workpiece temperature is controlled to be maintained at the vaporization temperature, the actual surface temperature of the workpiece 3 is a predetermined temperature range (± about 10 ° C.). Has changed within. However, cracks and deformation did not occur in the degreased work 3.

また、同一のバインダにより成形されている複数のワークを脱脂処理する場合には、以下のように行うこともできる。最初のワークの温度特性についての情報（例えば、図４に示す情報）を取得するため、上述の通り、第１の煙センサーを用いて脱脂処理を行う。そして、取得した温度特性を記憶部２７に格納し、格納された温度特性に従って、２つめ以降のワーク３を脱脂装置２０１内において脱脂処理することにより、成形品に亀裂や変形が生じることなくバインダを脱脂することができる。さらに、ワークにバインダが複数含まれている場合には、受光量が閾値以下である場合には、その気化温度に維持するように制御されることになる。 Moreover, when degreasing the some workpiece | work shape | molded with the same binder, it can also carry out as follows. In order to acquire information about the temperature characteristics of the first workpiece (for example, information shown in FIG. 4), the degreasing process is performed using the first smoke sensor as described above. And the acquired temperature characteristic is stored in the memory | storage part 27, and according to the stored temperature characteristic, by degreasing the workpiece | work 3 after the 2nd in the degreasing apparatus 201, a binder does not produce a crack and a deformation | transformation in a molded article. Can be degreased. Further, when the work includes a plurality of binders, if the amount of received light is equal to or less than the threshold value, control is performed to maintain the vaporization temperature.

さらに、上述した実施形態及び実施例のマイクロ波脱脂装置は、ワークを脱脂処理するために必要な加熱条件を検出することを目的としているため、脱脂炉５の内部空間５ａ内に静止状態でワークが載置され、加熱される構成であるが、本発明のマイクロ波脱脂装置は、この構成に限定されない。本発明のマイクロ波脱脂装置は、回転可能なターンテーブルを脱脂炉５内に備え、回転した状態のワーク３を加熱し脱脂処理する構成とすることもできる。このマイクロ波脱脂装置の場合には、回転するターンテーブル上に配置されているワークの温度や滲みを検出できるように、反射センサ及び反射温度計を、複数設ける構成とすることやワークの移動に同期させて回転させる構成とすることも可能である。 Furthermore, since the microwave degreasing apparatus according to the above-described embodiments and examples is intended to detect the heating conditions necessary for degreasing the workpiece, the workpiece is stationary in the internal space 5a of the degreasing furnace 5. However, the microwave degreasing apparatus of the present invention is not limited to this configuration. The microwave degreasing apparatus of the present invention can also be configured to include a rotatable turntable in the degreasing furnace 5 and to heat and degrease the rotated workpiece 3. In the case of this microwave degreasing apparatus, a configuration in which a plurality of reflection sensors and reflection thermometers are provided and the movement of the workpiece can be detected so that the temperature and bleeding of the workpiece arranged on the rotating turntable can be detected. It is also possible to adopt a configuration that rotates in synchronization.

なお、本実施形態及び本実施例では、固相から液相を経て気相にバインダを用いて説明しているが、固相から気相へ昇華するバインダの脱脂処理をできることは言うまでもない。この場合には、気化したバインダに起因する煙を検知し、煙が検知された温度にワークの温度に維持するように加熱する構成となる。 In this embodiment and this example, the binder is used in the gas phase from the solid phase to the liquid phase, but it goes without saying that the binder can be degreased from the solid phase to the gas phase. In this case, smoke resulting from the vaporized binder is detected, and heating is performed so that the temperature of the workpiece is maintained at the temperature at which the smoke is detected.

第２の実施形態及び実施例では、反射センサ及び煙センサを備える構成のマイクロ波脱脂装置であるが、本発明のマイクロ波脱脂装置は、この構成に限定されず、反射センサ及び煙センサの一方を備える構成とすることも可能である。例えば、反射センサのみを備えるマイクロ波脱脂装置の場合には、第１の実施形態のように、気化温度（煙センサのみを備えるマイクロ波脱脂装置の場合には液化温度）を予備試験により取得しておき、気化温度（煙センサのみを備えるマイクロ波脱脂装置の場合には液化温度）に到達した場合には、気化開始温度にワークの温度を保つように（煙センサのみを備えるマイクロ波脱脂装置の場合には、バインダの液化後のワークの温度上昇率がバインダの液化前のワークの温度上昇率より低くなるように）マイクロ波発生器を制御する。 In the second embodiment and the example, the microwave degreasing apparatus includes the reflection sensor and the smoke sensor. However, the microwave degreasing apparatus of the present invention is not limited to this configuration, and one of the reflection sensor and the smoke sensor. It is also possible to have a configuration comprising For example, in the case of a microwave degreasing apparatus having only a reflection sensor, the vaporization temperature (the liquefaction temperature in the case of a microwave degreasing apparatus having only a smoke sensor) is obtained by a preliminary test as in the first embodiment. If the vaporization temperature (the liquefaction temperature in the case of a microwave degreasing device having only a smoke sensor) is reached, the temperature of the workpiece is maintained at the vaporization start temperature (a microwave degreasing device having only a smoke sensor) In this case, the microwave generator is controlled so that the temperature rise rate of the work after liquefaction of the binder is lower than the temperature rise rate of the work before liquefaction of the binder.

１、２０１マイクロ波脱脂装置
３ワーク
３a ワーク表面
５脱脂炉
５ａ内部空間
７マイクロ波発振器
９脱脂ガス供給源
１１放射温度計
１３制御部
１５回転羽根
１６モータ
１７攪拌器
１９脱脂ガス供給管
２１排風機
２３排気管
２５導波管
２７記憶部
２９入力部
２０３煙（ガス）センサ
２０３ａ煙（ガス）センサ発光素子
２０３ｂ煙（ガス）センサ受光素子
２３１反射センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 Microwave degreasing apparatus 3 Workpiece 3a Workpiece surface 5 Degreasing furnace 5a Internal space 7 Microwave oscillator 9 Degreasing gas supply source 11 Radiation thermometer 13 Control part 15 Rotary blade 16 Motor 17 Stirrer 19 Degreasing gas supply pipe 21 Exhaust machine Reference Signs List 23 Exhaust pipe 25 Waveguide 27 Storage section 29 Input section 203 Smoke (gas) sensor 203a Smoke (gas) sensor light emitting element 203b Smoke (gas) sensor light receiving element 231 Reflection sensor

Claims

バインダを含む成形品を収容する内部空間を有する炉と、
前記炉の内部空間へマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、
前記成形品の温度を測定する温度測定手段と、
前記バインダの液化後の前記成形体の温度上昇率が、前記バインダの液化前の前記成形体の温度上昇率より低くなるように、かつ、前記バインダの気化後は、前記バインダが気化を開始する気化開始温度に前記成形品の温度を保つように、前記マイクロ波発生手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするマイクロ波脱脂装置。 A furnace having an internal space for accommodating a molded article including a binder;
Microwave generation means for supplying microwaves to the interior space of the furnace;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the molded article;
The binder starts to vaporize so that the temperature increase rate of the molded body after liquefaction of the binder is lower than the temperature increase rate of the molded body before liquefaction of the binder, and after the binder is vaporized. And a control means for controlling the microwave generation means so as to keep the temperature of the molded article at a vaporization start temperature.

前記成形品の表面の反射度を検知する第１の反射センサと、前記成形品を加熱することにより生じる煙を検知する第１の煙センサと、を備え、前記成形品の表面の反射度が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記所定の閾値を越えた後の前記成形体の温度上昇率が、前記所定の閾値を越える前の前記成形体の温度上昇率より低くなるように前記マイクロ波発生手段を制御し、前記第１の煙センサにより検知される検知量が所定の閾値を越えた場合には、前記制御手段は、前記成形体の温度を前記所定の閾値を越えた時点の温度に保つように前記マイクロ波発生手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波脱脂装置。 A first reflection sensor that detects the reflectivity of the surface of the molded article, and a first smoke sensor that detects smoke generated by heating the molded article, and the reflectivity of the surface of the molded article is When the predetermined threshold value is exceeded, the control means has a temperature increase rate of the molded body after exceeding the predetermined threshold value lower than a temperature increase rate of the molded body before the predetermined threshold value is exceeded. When the microwave generation means is controlled so that the detection amount detected by the first smoke sensor exceeds a predetermined threshold, the control means sets the temperature of the molded body to the predetermined threshold. The microwave degreasing apparatus according to claim 1, wherein the microwave generating means is controlled so as to maintain the temperature at a time exceeding the temperature.

前記第１の煙センサとは異なる位置に配置され、前記炉の内部空間の基準検知量を検知するための第２の煙センサを備え、前記第２の煙センサにより検知される基準検知量と、前記第１の煙センサにより検知される検知量と、に基づき、前記バインダの気化の開始を識別することを特徴とする請求項２に記載のマイクロ波脱脂装置。 A second smoke sensor disposed at a position different from the first smoke sensor, for detecting a reference detection amount of the internal space of the furnace, and a reference detection amount detected by the second smoke sensor; The microwave degreasing apparatus according to claim 2, wherein the start of vaporization of the binder is identified based on a detection amount detected by the first smoke sensor.

前記第１の反射センサとは異なる位置に配置され、前記成形品の基準反射度を検知するための第２の反射センサを備え、前記第２の反射センサにより検知される基準反射度と、前記第１の反射センサにより検知される反射度と、を比較することにより、バインダの液化を識別することを特徴とする請求項２又は３に記載のマイクロ波脱脂装置。 A second reflection sensor arranged at a position different from the first reflection sensor, for detecting a reference reflection degree of the molded product, and a reference reflection degree detected by the second reflection sensor; 4. The microwave degreasing apparatus according to claim 2, wherein the liquefaction of the binder is identified by comparing the reflectance detected by the first reflection sensor.

バインダを含む成形品を脱脂するためにマイクロ波を用いるマイクロ波脱脂方法であって、
前記バインダの液化後の前記成形品の温度上昇率が、前記バインダの液化前の前記成形品の温度上昇率より低くなるように前記成形品を加熱する工程と、
前記バインダの気化後は、前記バインダが気化を開始する気化開始温度に、前記成形品の温度を保つように加熱する工程と、を備えることを特徴とするマイクロ波脱脂方法。 A microwave degreasing method using a microwave to degrease a molded article containing a binder,
Heating the molded product such that the temperature rise rate of the molded product after liquefaction of the binder is lower than the temperature rise rate of the molded product before liquefaction of the binder;
And a step of heating the binder so as to keep the temperature of the molded article at a vaporization start temperature at which the binder starts to vaporize.