フラウンホーファーは3DP技術を使用して超硬合金金型を製造

フラウンホーファーは3DP技術を使用して超硬合金金型を製造
この投稿は Little Soft Bear によって 2016-9-22 14:17 に最後に編集されました。

超硬合金は、金属炭化物に超硬合金の微粒子を結合させた複合材料であり、機械工学や自動車工学、建築資材業界で頻繁に使用される極めて硬い材料です。超硬合金金型の寿命は鋼製金型の数十倍です。超硬合金金型は、高硬度、高強度、耐腐食性、耐高温性、および小さい膨張係数を備えています。通常、超硬合金金型はタングステンコバルト超硬合金で作られています。

超硬合金は硬度が高すぎるため、従来の加工ではダイヤモンド砥石を使用して研削し、さらに細かい砥石で研磨していました。内穴は通常、放電加工(EDM など)、ワイヤーカット、または電解研削技術によってのみ加工できます。

ドイツのフラウンホーファー研究所の研究者らは、3DPバインダージェット3Dプリント技術を使用して超硬合金の金型を製造することに成功しました。 3D Science Valley は、これらの 3D プリントされた炭化物金型は、従来の方法で製造された金型よりも幾何学的溝の自由度が高く、より複雑な幾何学的形状に作ることができることを知りました。




フラウンホーファー研究所は超硬合金の専門家として、数十年にわたり、主に炭化タングステン製のセラミック超硬合金金型を単軸または冷間等方乾式プレスにより製造してきました。これらの金型の信頼性は高いものの、フラウンホーファー研究所は依然として問題に直面していました。らせん状や曲がりくねった内部を持つ冷却チャネルなどの複雑な形状を作成する場合、従来の製造プロセスの限界が明らかになったのです。

現在、同研究所では炭化物粉末を3DP印刷することで、複雑なデザインを簡単に作成できるようになりました。 3DP は、タングステンカーバイド粒子を含むセラミック硬質材料の粉末粒子を、コバルト、ニッケル、鉄を含む結合材で層ごとに印刷して結合させるバインダージェット印刷技術です。この結合材は、粉末層間の結合剤として作用するだけでなく、製品に優れた機械的特性を与え、高密度部品の製造を可能にします。曲げ強度、靭性、硬度を選択的に調整することもできます。

その後の処理には、従来の処理方法と同じ超硬合金金型のコンパクト性を実現するための焼結が含まれます。フラウンホーファー研究所は、このプロセスには、高性能工具の製造に使用できる超硬合金にタングステン粉末を均一に分散させるなど、より広い開発の余地があると考えています。

実際、超硬合金は、金型の製造以外にも、旋削工具、フライスカッター、プレーナー、ドリル、ボーリングツールなどの工具材料として、鋳鉄、非鉄金属、プラスチック、化学繊維、グラファイト、ガラス、石材、普通鋼の切断に広く使用されています。また、耐熱鋼、ステンレス鋼、高マンガン鋼、工具鋼などの加工が難しい材料の切断にも使用できます。将来、3DP 技術は超硬工具の製造に応用されるのでしょうか? おそらく、特殊工具の小ロット製造にも可能になるかもしれません。

出典: 3Dサイエンスバレー
テクノロジー、金型

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