粉末の成形性が悪い

粉末成形で成形した製品の強度が足らない、割れてしまうなど、製品の不良品率が高い。と言ったことはないでしょうか？

粉末成形は、粉末ごとに成形法に微妙な変化をつけなければいけません。

ここでは、粉末成形の歩留まりの改善のために、不良品が発生するよくある原因を粉末成形機メーカーの代表に伺いました。

三庄インダストリー株式会社

代表取締役社長　山本努氏

山本努氏

学生時代から粉体工学や材料工学を学び、成形に重要な粒子粉砕技術、成形技術を学ぶ。

三庄インダストリー株式会社を設立して以降、粉体成形機や粉砕機の販売を行いながら、粉体成形のノウハウを顧客に対し、アドバイスを行い、それぞれの要望に合わせた成形技術を伝えてきている。

三庄インダストリーに
粉末成形について相談してみる

焼成後に不良品が発生する場合

焼成後に不良品が多く発生するのは、密度ムラがあるパターンが多いです。

この問題を解決するには、プレス成形時に均一な加圧を施すことが必要です。

上下両軸成形により、より均一な加圧をする。
CIP（冷間等方圧プレス機）を用い、成形品を上下左右全体から均一に加圧する。

といったように、成形したものにより適した粉末成形機を使用することで解消できる可能性があります。

粉末成形時点で不良品が多い

この場合は、想定できる原因が非常に多いですね…。実際に相談に来てもらって、直接お話をしたいところです。

複合的な問題であることもあり、実際に話を聞いてみないことには、しっかりと回答が難しいです。

パッと挙げられるものとしては、以下のようなものがあります。

粉末の粒度

まずは、粉末の粒度が適正な粒度分布を有しないことが考えられます。

原料粉末と言う物は、均一であることはほぼありません。粒度分布は正規分布を描き、例えば数ミクロンから数百ミクロンまでの混合品であるのが通常です。

粉末成形をより効果的に行うためには、造粒することが望ましいです。

造粒することにより、粉末が流動性を得て、均一な充填が可能になり、粒子間の隙間を小さくできます。

また、連続生産を行うには流動性のある粉末が必要ですが、最終製品に影響がない限り、造粒することをお勧めします。

造粒できない場合は、振動充填すること。要するに充填密度を均一にすることも重要になります。

振動充填が可能な
三庄インダストリーの粉末成形機を見てみる

プレス成形の成形法

より密度の高い成形品が必要な場合、加圧の仕方に誤りがある可能性があります。

一軸プレス成形法では、粉末の特性上、圧力が伝わりにくいため、プレス成形段階でも均一な密度が得られるよう、両軸成形を行うことが望ましいです。

それ以外にも、加圧スピード、保持時間、減圧時間、脱型方法などその原料粉末に合わせたレシピが必要となってきます。

プレス成形のスペック

粉末のタイプや状態によって必要な加圧量は異なります。

ここについては、色々と粉末の特性や成形品寸法、形状などを聞かないと具体的にはアドバイスは難しいところです。

最終的にどのようにしたいのかを伺えれば、解決すべき課題と大凡の成形条件のレシピ、改善方法は解ります。

当社では、テストルームを設置しており、さまざまな実験機を用意しており、加圧量の算出テストに加え、成形に関する相談についても、常に対応可能ですので、お気軽にご相談ください。

金型が合っていない

不良品が多い原因として、金型が合っていない可能性もあります。

金型の接合部分の表面仕上げ状態、適切なダイ/パンチのクリアランス、粉末原料の特性や必要な圧力に合わせた金型の選択は、成形品の品質に大きく影響します。

当社では、単に金型を製造するだけでなく、多数の実績をもとに設計・製造を行っていますので、ぜひお問い合わせください。

成形ノウハウからアドバイスをくれる
三庄インダストリー株式会社

三庄インダストリーは、バリエーション豊富な粉末成形機を取り扱っており、関連機器もさまざまなものがあります。

粉末成形に関する豊富なノウハウがあり、テストルームでのテストや試作の依頼もできるので、粉末成形に関するさまざまな悩みを相談できます。

粉末成形に関する悩みや新たなニーズについて相談し、機器をカスタマイズしたり、適合した関連機器を紹介したりしてもらうことも可能です。