JP3078356B2 - 粉末加圧成形方法 - Google Patents
粉末加圧成形方法Info
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- JP3078356B2 JP3078356B2 JP03157210A JP15721091A JP3078356B2 JP 3078356 B2 JP3078356 B2 JP 3078356B2 JP 03157210 A JP03157210 A JP 03157210A JP 15721091 A JP15721091 A JP 15721091A JP 3078356 B2 JP3078356 B2 JP 3078356B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスなどの粉
末を加圧し、成形体を得るための粉末加圧成形方法に関
する。
末を加圧し、成形体を得るための粉末加圧成形方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般にセラミックス製品の製造方法は、
原料粉末を調合し、所定形状に成形した後、焼成する工
程からなっている。そして、上記成形工程では、安価で
量産が可能であることから、粉末加圧成形方法を用いる
ことが一般的であった。。
原料粉末を調合し、所定形状に成形した後、焼成する工
程からなっている。そして、上記成形工程では、安価で
量産が可能であることから、粉末加圧成形方法を用いる
ことが一般的であった。。
【０００３】このような粉末加圧成形を行うための装置
は、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ダイス１０
および下パンチ１２、１３で形成される空間にフィーダ
１４より原料粉末１５を充填し、上パンチ１１で加圧す
るようになっていた。また、この粉末加圧成形装置の作
動タイムチャートを図２に示すように、上パンチ１１は
サインカーブを描いて上下動し、下死点で原料粉末を加
圧した後、該上パンチ１１が上がるとともにダイス１０
が下がることによって、成形体１６がダイス１０の上面
に出てきて、フィーダ１４の移動で取り出されるように
なっていた。
は、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ダイス１０
および下パンチ１２、１３で形成される空間にフィーダ
１４より原料粉末１５を充填し、上パンチ１１で加圧す
るようになっていた。また、この粉末加圧成形装置の作
動タイムチャートを図２に示すように、上パンチ１１は
サインカーブを描いて上下動し、下死点で原料粉末を加
圧した後、該上パンチ１１が上がるとともにダイス１０
が下がることによって、成形体１６がダイス１０の上面
に出てきて、フィーダ１４の移動で取り出されるように
なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の粉末
加圧成形方法では、原料粉末１５の充填を均一とするこ
とが困難であり、しかも上パンチ１１の加圧は下死点の
一点のみであるから、成形体１６の細部まで圧力を伝達
することができず、そのため比較的簡単な形状のものし
か成形できないという問題点があった。例えば図４に示
すように、肉厚が薄く、複雑な形状の成形体１６を得よ
うとすると、密度が不均一となるため成形体１６の角部
にクラックが発生しやすいなど、満足に成形することが
できなかった。そのため、このような複雑形状の製品を
得るためには、切削加工を施すか又は特殊な成形方法を
とらねばならず、いずれにしても安価に量産することは
できなかった。
加圧成形方法では、原料粉末１５の充填を均一とするこ
とが困難であり、しかも上パンチ１１の加圧は下死点の
一点のみであるから、成形体１６の細部まで圧力を伝達
することができず、そのため比較的簡単な形状のものし
か成形できないという問題点があった。例えば図４に示
すように、肉厚が薄く、複雑な形状の成形体１６を得よ
うとすると、密度が不均一となるため成形体１６の角部
にクラックが発生しやすいなど、満足に成形することが
できなかった。そのため、このような複雑形状の製品を
得るためには、切削加工を施すか又は特殊な成形方法を
とらねばならず、いずれにしても安価に量産することは
できなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、粉末加
圧成形工程中の原料粉末を充填する時、および加圧後成
形体を取り出すまでの間に、それぞれ２〜１０秒の停止
時間を設けたものである。このように、原料充填時に停
止することによって、原料の充填を均一にすることがで
き、また加圧後に停止することによって圧力の伝達を均
一にするとともに、取り出し時の成形体とダイスとの摩
擦を小さくし、クラック発生を防止できる。
圧成形工程中の原料粉末を充填する時、および加圧後成
形体を取り出すまでの間に、それぞれ２〜１０秒の停止
時間を設けたものである。このように、原料充填時に停
止することによって、原料の充填を均一にすることがで
き、また加圧後に停止することによって圧力の伝達を均
一にするとともに、取り出し時の成形体とダイスとの摩
擦を小さくし、クラック発生を防止できる。
【０００６】
【実施例】以下本発明実施例を図によって説明する。
【０００７】本発明の成形方法に用いる装置は、図３に
示すように、ダイス１０と、上パンチ１１と下パンチ１
２、１３からなり、ダイス１０中にフィーダ１４より原
料粉末１５を充填した後、上パンチ１１で加圧すること
によって、成形体１６を得るようになっている。
示すように、ダイス１０と、上パンチ１１と下パンチ１
２、１３からなり、ダイス１０中にフィーダ１４より原
料粉末１５を充填した後、上パンチ１１で加圧すること
によって、成形体１６を得るようになっている。
【０００８】また、各部分の作動を図１のタイムチャー
トに基づいて説明する。まず充填工程として、フィーダ
１４が図３（Ａ）に示す位置まで移動して、下パンチ１
２、１３とダイス１０で形成される空間に、原料粉末１
４を充填する。そして、この状態で第１の停止時間を設
ける（図１中のＡ部）。このように原料粉末１５を充填
した状態で停止させることにより、原料粉末１５の充填
を均一とすることができる。その後、フィーダ１４は元
の位置に戻り、上パンチ１１が下りてくることによって
原料粉末１５の加圧工程となる。
トに基づいて説明する。まず充填工程として、フィーダ
１４が図３（Ａ）に示す位置まで移動して、下パンチ１
２、１３とダイス１０で形成される空間に、原料粉末１
４を充填する。そして、この状態で第１の停止時間を設
ける（図１中のＡ部）。このように原料粉末１５を充填
した状態で停止させることにより、原料粉末１５の充填
を均一とすることができる。その後、フィーダ１４は元
の位置に戻り、上パンチ１１が下りてくることによって
原料粉末１５の加圧工程となる。
【０００９】そして、上パンチ１１が下死点を通過した
後は、図３（Ｂ）に示すように上パンチ１１が上がると
ともにダイス１０が下がって、成形体１６の取り出し工
程となる。この、上パンチ１１が下死点を通過し、成形
体１６がダイス１０中から取り出されるまでの間に、第
２の停止時間を設ける（図１中のＢ部）。この時点で停
止させることによって、成形体１６への圧力伝達が細部
にまで伝わり原料が完全につぶれるとともに、成形体１
６とダイス１０との摩擦を減らし、取り出し時に成形体
１６にクラックが生じることを防止できる。その後、さ
らに上パンチ１１は上がり、ダイス１０が完全に下がっ
た時点で、フィーダ１４の移動により成形体１６が押し
出され、新たな原料粉末１５の充填となる。
後は、図３（Ｂ）に示すように上パンチ１１が上がると
ともにダイス１０が下がって、成形体１６の取り出し工
程となる。この、上パンチ１１が下死点を通過し、成形
体１６がダイス１０中から取り出されるまでの間に、第
２の停止時間を設ける（図１中のＢ部）。この時点で停
止させることによって、成形体１６への圧力伝達が細部
にまで伝わり原料が完全につぶれるとともに、成形体１
６とダイス１０との摩擦を減らし、取り出し時に成形体
１６にクラックが生じることを防止できる。その後、さ
らに上パンチ１１は上がり、ダイス１０が完全に下がっ
た時点で、フィーダ１４の移動により成形体１６が押し
出され、新たな原料粉末１５の充填となる。
【００１０】なお、上記停止時間の間は成形装置のすべ
ての作動を停止するようになっており、成形装置にタイ
マーなど組み込んでおくことによって、自由に所定時間
だけ停止させることができる。さらに、この停止時間に
ついては、１０秒以上としても特に効果は高くならない
ことから、成形を効率的に行うためには上記停止時間は
１０秒以下が良かった。また、逆に停止時間が２秒より
も短いと上記効果がないため、停止時間は２秒以上が良
い。
ての作動を停止するようになっており、成形装置にタイ
マーなど組み込んでおくことによって、自由に所定時間
だけ停止させることができる。さらに、この停止時間に
ついては、１０秒以上としても特に効果は高くならない
ことから、成形を効率的に行うためには上記停止時間は
１０秒以下が良かった。また、逆に停止時間が２秒より
も短いと上記効果がないため、停止時間は２秒以上が良
い。
【００１１】このように、本発明によれば、原料粉末１
５の充填時（図１中のＡ部）、および加圧後の成形体１
６を取り出すまでの間（図１中のＢ部）で停止時間を設
けることによって、原料粉末１５の充填を均一にできる
とともに、成形体１６への圧力伝達を均一とし、かつ成
形体１６を取り出す時の摩擦を減らしてクラック発生を
防止できる。したがって、図４に示すように、肉厚の薄
い二重筒状体などの複雑な形状の成形体１６であっても
成形することが可能となる。
５の充填時（図１中のＡ部）、および加圧後の成形体１
６を取り出すまでの間（図１中のＢ部）で停止時間を設
けることによって、原料粉末１５の充填を均一にできる
とともに、成形体１６への圧力伝達を均一とし、かつ成
形体１６を取り出す時の摩擦を減らしてクラック発生を
防止できる。したがって、図４に示すように、肉厚の薄
い二重筒状体などの複雑な形状の成形体１６であっても
成形することが可能となる。
【００１２】また、上記実施例では、図３にて一つの上
パンチ１１と二つの下パンチ１２、１３からなる成形装
置を用いた例を説明したが、これらの上パンチ、下パン
チの数や形状は求める成形体の形状に応じて自由に変化
させることができる。さらに、上記実施例では下パンチ
を固定とし、上パンチで加圧するものを示したが、この
他に上下パンチ両方あるいは下パンチのみで加圧するこ
ともできる。また、本発明は、セラミックスの加圧成形
だけでなく、さまざまな粉末の加圧成形に適用できるこ
とは言うまでもない。
パンチ１１と二つの下パンチ１２、１３からなる成形装
置を用いた例を説明したが、これらの上パンチ、下パン
チの数や形状は求める成形体の形状に応じて自由に変化
させることができる。さらに、上記実施例では下パンチ
を固定とし、上パンチで加圧するものを示したが、この
他に上下パンチ両方あるいは下パンチのみで加圧するこ
ともできる。また、本発明は、セラミックスの加圧成形
だけでなく、さまざまな粉末の加圧成形に適用できるこ
とは言うまでもない。
【００１３】実験例 ここで、図４（Ａ）に示す形状のセラミック成形体１６
を得るために、図１に示す本発明の成形方法と図２に示
す従来の成形方法（比較例）により成形を行った。セラ
ミック成形体１６の寸法は縦Ｈが８ｍｍ、直径φが６０
ｍｍ、肉厚ｔが１ｍｍで、Ａｌ2 Ｏ3 含有量９４％のア
ルミナセラミックスを原料粉末１５として用いた。ま
た、本発明および比較例の成形方法において、成形サイ
クルは４回／分とした。また、本発明の成形方法におけ
る２回の停止時間はいずれも５秒とした。
を得るために、図１に示す本発明の成形方法と図２に示
す従来の成形方法（比較例）により成形を行った。セラ
ミック成形体１６の寸法は縦Ｈが８ｍｍ、直径φが６０
ｍｍ、肉厚ｔが１ｍｍで、Ａｌ2 Ｏ3 含有量９４％のア
ルミナセラミックスを原料粉末１５として用いた。ま
た、本発明および比較例の成形方法において、成形サイ
クルは４回／分とした。また、本発明の成形方法におけ
る２回の停止時間はいずれも５秒とした。
【００１４】それぞれの成形方法にて、複数回の成形を
行い、得られた成形体１６の重量を測定したところ、図
５（本発明）、図６（比較例）に示す通りであった。本
来この成形体１６の重量は１６０００±２５ｍｇの範囲
に入らなければならないが、図６に示す比較例では、ほ
とんどこの範囲に入らず、バラツキが極めて大きかっ
た。しかも得られた成形体１６にはすべてクラックが生
じていた。これに対し、図５に示す本発明実施例では、
成形体の重量がすべて求める範囲内に入っており、しか
もすべての成形体１６にクラックが発生しておらず、安
定した成形が行えることがわかった。
行い、得られた成形体１６の重量を測定したところ、図
５（本発明）、図６（比較例）に示す通りであった。本
来この成形体１６の重量は１６０００±２５ｍｇの範囲
に入らなければならないが、図６に示す比較例では、ほ
とんどこの範囲に入らず、バラツキが極めて大きかっ
た。しかも得られた成形体１６にはすべてクラックが生
じていた。これに対し、図５に示す本発明実施例では、
成形体の重量がすべて求める範囲内に入っており、しか
もすべての成形体１６にクラックが発生しておらず、安
定した成形が行えることがわかった。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によれば、粉末加圧成
形工程中の原料粉末を充填する時、および上下パンチに
よる加圧後の成形体を取り出す前に、それぞれ２〜１０
秒の停止時間を設けたことによって、原料の充填を均一
にするとともに、成形体への圧力伝達を均一にし、かつ
成形体とダイスとの摩擦を小さくして成形体取り出し時
のクラック発生を防止できるため、複雑な形状の成形体
であっても、安定して成形することができる。したがっ
て、複雑な形状のセラミック製品を粉末加圧成形によっ
て、高品質に、かつ安価に量産することが可能となる。
形工程中の原料粉末を充填する時、および上下パンチに
よる加圧後の成形体を取り出す前に、それぞれ２〜１０
秒の停止時間を設けたことによって、原料の充填を均一
にするとともに、成形体への圧力伝達を均一にし、かつ
成形体とダイスとの摩擦を小さくして成形体取り出し時
のクラック発生を防止できるため、複雑な形状の成形体
であっても、安定して成形することができる。したがっ
て、複雑な形状のセラミック製品を粉末加圧成形によっ
て、高品質に、かつ安価に量産することが可能となる。
【図１】本発明の粉末加圧成形方法における、各部分の
作動を示すタイムチャート図である。
作動を示すタイムチャート図である。
【図２】従来の粉末加圧成形方法における、各部分の作
動を示すタイムチャート図である。
動を示すタイムチャート図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ粉末加圧成形装置を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ複雑な形状のセ
ラミック成形体を示す断面図である。
ラミック成形体を示す断面図である。
【図５】本発明の粉末加圧成形方法による成形体の重量
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図６】従来の粉末加圧成形方法による成形体の重量変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
１０・・・・・ダイス １１・・・・・上パンチ １２、１３・・下パンチ １４・・・・・フィーダ １５・・・・・原料粉末 １６・・・・・成形体
Claims (1)
- 【請求項１】ダイス中に原料粉末を充填し、上下パンチ
で加圧する成形方法において、原料粉末の充填時、およ
び加圧後成形体を取り出すまでの間に、それぞれ２〜１
０秒の成形装置の停止時間を設けたことを特徴とする粉
末加圧成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03157210A JP3078356B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 粉末加圧成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03157210A JP3078356B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 粉末加圧成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH058095A JPH058095A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3078356B2 true JP3078356B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=15644621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03157210A Expired - Fee Related JP3078356B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 粉末加圧成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3078356B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP03157210A patent/JP3078356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH058095A (ja) | 1993-01-19 |
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