DE112019007258T5

DE112019007258T5 - Fertigungssystem und Herstellungsverfahren für ein Sinterprodukt

Info

Publication number: DE112019007258T5
Application number: DE112019007258.7T
Authority: DE
Inventors: Shin Noguchi; Tatsushi Yamamoto; Tetsuya Hayashi
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-01-13
Also published as: JPWO2020217331A1; WO2020217331A1; US20220176448A1; CN113646112A

Abstract

Ein Fertigungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Formvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um einen Pulverpressling herzustellen, dessen Gesamtheit oder Teil davon eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist; eine Roboterbearbeitungsvorrichtung, die einen Knickarmroboter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und einen Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fertigungssystem und ein Herstellungsverfahren für ein Sinterprodukt.
Stand der Technik
In den Patentdokumenten 1 und 2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterprodukts beschrieben, das Folgendes umfasst: einen Herstellungsschritt zur Herstellung eines Metallpulver enthaltenden Rohmaterialpulvers; einen Formschritt zum einachsigen Pressen des Rohmaterialpulvers unter Verwendung einer Form zur Herstellung eines Pulverpresslings; einen Verarbeitungsschritt zur Bearbeitung des Pulverpresslings zur Herstellung eines bearbeiteten Formteils; und einen Sinterschritt zum Sintern des bearbeiteten Formteils, um ein Sinterprodukt zu erhalten.
In der Patentliteratur 2 wird empfohlen, die relative Durchschnittsdichte des gesamten Pulverpresslings in dem zuvor beschriebenen Formschritt auf 93 % oder mehr einzustellen.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004 -323939
Patentliteratur 2: WO 2017/175772 A

Zusammenfassung der Erfindung
Ein Fertigungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Formvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um einen Pulverpressling herzustellen, der insgesamt oder teilweise eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist; eine Roboterbearbeitungsvorrichtung, die einen Knickarmroboter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und einen Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
Ein Fertigungssystem gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Bearbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Pulverpressling nach 3D-Daten eines Zielprodukts, das als Referenz für eine Form dient, bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und eine Sintervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das bearbeitete Formteil sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
Figurenliste

[1] 1 ist eine erläuternde Darstellung, die einen Überblick über ein Herstellungsverfahren für ein Sinterprodukt gibt.
[2] 2 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel für jedes der in den Schritten 1 und 2 verwendeten Vorrichtungen zeigt.
[3] 3 ist eine Gesamtkonfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine in Schritt 3 verwendete Fertigungsanlage zeigt.
[4] 4 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine Formvorrichtung zeigt, die in einem Formschritt verwendet wird.
[5] 5 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel einer Bearbeitungsvorrichtung zeigt, die in einem Verarbeitungsschritt verwendet wird.
[6] 6 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine Sintervorrichtung zeigt, die in einem Sinterschritt verwendet wird.
[7] 7 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine Prüfvorrichtung zeigt, die in einem Prüfschritt verwendet wird.
[8] 8 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel für eine in Schritt 4 verwendete Vorrichtung zeigt.
[9] 9 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für ein bewegliches Fertigungssystem zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
<Technisches Problem>
Wenn es einen Kunden gibt, der erwägt, ein aktuelles Produkt durch ein Sinterprodukt zu ersetzen, ist es für einen Hersteller von Sinterprodukten vorteilhaft, so früh wie möglich ein Sinterprodukt in Anlehnung an das aktuelle Produkt des Kunden herzustellen und dem Kunden das hergestellte Sinterprodukt als Muster vorzulegen.
In den Patentdokumenten 1 und 2 wird jedoch der Liefertermin eines Sinterprodukts, das einem Kunden als Muster vorgelegt werden soll, nicht berücksichtigt. In Anbetracht eines solchen herkömmlichen Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Liefertermin eines Sinterprodukts zu verkürzen.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, eine Fertigungsanlage für ein Sinterprodukt, das einem Kunden als Muster vorgelegt werden soll, kompakt auszubilden (Downsizing). Angesichts eines solchen herkömmlichen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fertigungsanlage eines Sinterprodukts kompakt auszubilden.
<Vorteilhafte Auswirkungen der vorliegenden Erfindung>
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Liefertermin eines Sinterprodukts verkürzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Fertigungsanlage für ein Sinterprodukt kompakt gestaltet werden.
<Kurze Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung>
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgeführt und beschrieben.
(1) Ein Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: eine Formvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um einen Pulverpressling herzustellen, der als Ganzes oder teilweise eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist; eine Roboterbearbeitungsvorrichtung, die einen Knickarmroboter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und einen Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist der Induktionssinterofen in der Lage, ein Sinterprodukt in kürzerer Zeit herzustellen als ein Endlosband-Sinterofen, so dass der Liefertermin eines Sinterprodukts verkürzt werden kann.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform sind die Roboterbearbeitungsvorrichtung, die einen geringeren Einbauraum als ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum benötigt, und der Induktionssinterofen, der einen geringeren Einbauraum als ein Endlosband-Sinterofen benötigt, vorgesehen, so dass eine Fertigungsanlage für ein Sinterprodukt kompakt gestaltet werden kann.
(2) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner eine Erfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie 3D-Daten eines Zielprodukts erfasst, das als Referenz für eine Form dient.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Erfassungseinheit 3D-Daten eines Zielprodukts, das als Referenz für eine Form dient, so dass es möglich wird, auf der Grundlage der erfassten 3D-Daten eine Überprüfung des Sinterprodukts, die Erstellung eines Bearbeitungsprogramms und dergleichen durchzuführen, wie im Folgenden beschrieben wird.
(3) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner eine Prüfvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts eine Inspektion der Abmessungsgenauigkeit des Sinterprodukts und/oder des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers durchführt.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform führt die Prüfvorrichtung die zuvor beschriebene Prüfung durch, so dass ein Sinterprodukt mit hoher Präzision, vergleichbar mit einem Zielprodukt, hergestellt werden kann.
(4) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner eine Computervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts ein Bearbeitungsprogramm zur Steuerung des Betriebs der Roboterbearbeitungsvorrichtung erstellt, so dass die Roboterbearbeitungsvorrichtung das bearbeitete Formteil auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms herstellt.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform erstellt die Computervorrichtung das zuvor beschriebene Verarbeitungsprogramm, und die Roboterbearbeitungsvorrichtung stellt ein bearbeitetes Formteil auf der Grundlage des zuvor beschriebenen Verarbeitungsprogramms her, so dass die Roboterbearbeitungsvorrichtung so gesteuert werden kann, dass sie einen Pulverpressling in im Wesentlichen die gleiche Form wie ein Zielprodukt verarbeitet.
(5) In dem Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Roboterbearbeitungsvorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von Knickarmrobotern, wobei die Vielzahl der Knickarmroboter einen ersten Roboter, der so konfiguriert ist, dass er ein Werkzeug zur Bearbeitung des Pulverpresslings hält, und einen zweiten Roboter, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling hält, umfasst.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform beträgt die relative Dichte des Pulverpresslings 93 % oder mehr, so dass der Pulverpressling selbst dann nicht zerbrochen wird, wenn an dem vom zweiten Roboter gehaltenen Pulverpressling mit dem vom ersten Roboter gehaltenen Werkzeug Schneidarbeiten durchgeführt werden. Daher kann der Pulverpressling schnell bearbeitet werden.
Außerdem kann das Werkzeug in einem beliebigen Winkel mit dem Pulverpressling in Kontakt gebracht werden, so dass auch komplizierte Bearbeitungen schnell durchgeführt werden können.
(6) Ein Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Bearbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Pulverpressling nach 3D-Daten eines Zielprodukts, das als Referenz für eine Form dient, bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen, und eine Sintervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das bearbeitete Formteil sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform bearbeitet die Bearbeitungsvorrichtung einen Pulverpressling, der den 3D-Daten eines Zielprodukts folgt, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen, und die Sintervorrichtung sintert das bearbeitete Formteil, um ein Sinterprodukt herzustellen, so dass ein Sinterprodukt, das im Wesentlichen die gleiche Form wie das Zielprodukt hat, in kurzer Zeit hergestellt werden kann. Auf diese Weise kann der Liefertermin für ein Sinterprodukt verkürzt werden.
(7) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner einen 3D-Scanner, der so konfiguriert ist, dass er 3D-Daten des Zielprodukts berührungslos erfasst.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform erfasst der 3D-Scanner die 3D-Daten eines Zielprodukts berührungslos, so dass selbst dann, wenn die 3D-Daten eines Zielprodukts nicht vorhanden sind, die 3D-Daten des Zielprodukts schnell erfasst werden können.
(8) In dem Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es in einem Fall, in dem die Bearbeitungsvorrichtung eine Roboterbearbeitungsvorrichtung ist, die einen Knickarmroboter umfasst, vorteilhaft, ferner eine Computervorrichtung vorzusehen, die konfiguriert ist, um auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts ein Verarbeitungsprogramm zur Steuerung des Betriebs der Roboterbearbeitungsvorrichtung zu erstellen.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist die Roboterbearbeitungsvorrichtung, die einen kleineren Bauraum als ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum benötigt, enthalten, so dass eine Fertigungsanlage für Sinterprodukte kompakt gestaltet werden kann.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform erstellt die Computervorrichtung das zuvor beschriebene Verarbeitungsprogramm, so dass die Roboterbearbeitungsvorrichtung so gesteuert werden kann, dass sie einen Pulverpressling in im Wesentlichen dieselbe Form wie ein Zielprodukt verarbeitet.
(9) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner eine Prüfvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts eine Prüfung der Abmessungsgenauigkeit des Sinterprodukts und/oder des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers durchführt.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform führt die Prüfvorrichtung die zuvor beschriebene Prüfung durch, so dass ein Sinterprodukt mit hoher Präzision, vergleichbar mit einem Zielprodukt, hergestellt werden kann.
(10) Das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst vorzugsweise ferner eine Formvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um den Pulverpressling herzustellen, dessen Gesamtheit oder Teil eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform presst die Formvorrichtung Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig, um einen Pulverpressling mit der zuvor beschriebenen relativen Dichte herzustellen, so dass ein Pulverpressling mit hoher Präzision schnell erhalten werden kann. Dadurch kann der Liefertermin eines Sinterprodukts verkürzt werden.
(11) In dem Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Sintervorrichtung vorzugsweise ein Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert.
In diesem Fall kann der Induktionssinterofen ein Sinterprodukt in kürzerer Zeit herstellen als ein Endlosband-Sinterofen, so dass der Liefertermin für ein Sinterprodukt verkürzt werden kann. Außerdem benötigt der Induktionssinterofen einen geringeren Einbauraum als ein Endlosband-Sinterofen, so dass die Herstellungsanlage für ein Sinterprodukt kompakt gestaltet werden kann.
(12) Wenn das Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner eine bewegliche Vorrichtung umfasst, die in der Lage ist, auf einer Straße zu fahren, ist es bevorzugt, dass die Bearbeitungsvorrichtung eine Roboterbearbeitungsvorrichtung ist, die einen Knickarmroboter umfasst, die Sintervorrichtung ein Induktionssinterofen ist, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert, und dass die an der beweglichen Vorrichtung zu montierenden Vorrichtungen die Roboterbearbeitungsvorrichtung und den Induktionssinterofen umfassen.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform sind der Bearbeitungsroboter und der Induktionssinterofen auf der beweglichen Vorrichtung montiert, so dass diese Vorrichtungen zu einem Punkt in der Nähe des Standorts eines Kunden transportiert werden können. Daher kann ein Sinterprodukt an einem Ort in der Nähe eines Kunden hergestellt werden.
So kann ein Sinterprodukt in kürzerer Zeit an einen Kunden geliefert werden, als wenn das Sinterprodukt in einem weit vom Standort des Kunden entfernten Werk hergestellt wird.
(13) In dem Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen die an der beweglichen Vorrichtung zu montierenden Geräte vorzugsweise einen 3D-Scanner, der so konfiguriert ist, dass er die 3D-Daten des Zielprodukts berührungslos erfasst.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform erfasst der 3D-Scanner 3D-Daten eines Zielprodukts berührungslos, so dass selbst dann, wenn ein Kunde oder ein Dritter keine 3D-Daten eines Zielprodukts speichert, die 3D-Daten des Zielprodukts schnell erfasst werden können.
(14) Bei dem Fertigungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der gesamte oder ein Teil des Pulverpresslings vorzugsweise eine relative Dichte von 96 % oder mehr.
Denn wenn die relative Dichte eines Pulverpresslings 96 % oder mehr beträgt, ist die Festigkeit eines Sinterprodukts höher als in einem Fall, in dem die relative Dichte geringer ist, und es ist weniger wahrscheinlich, dass der Pulverpressling bei der Verarbeitung durch einen Bearbeitungsroboter zerbricht.
(15) Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Sinterprodukts, bei dem das Sinterprodukt unter Verwendung des Fertigungssystems gemäß einem der zuvor beschriebenen Punkte (1) bis (14) hergestellt wird.
Auf diese Weise erreicht das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ähnliche Funktionsweise und Wirkung wie das zuvor beschriebene Fertigungssystem gemäß einem der Punkte (1) bis (14).
< Details der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung >
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist zu beachten, dass zumindest einige der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen beliebig kombiniert werden können.
[Überblick des Herstellungsverfahrens für ein Sinterprodukt]
1 ist eine erläuternde Darstellung, die einen Überblick über ein Herstellungsverfahren für ein Sinterprodukt S gibt.
Wie in 1 dargestellt, stellt ein Kunde einem Hersteller ein aktuelles Produkt C zur Verfügung, das ein aktuelles Teil ist, das z. B. in ein hauseigenes Produkt (Fertigprodukt) eingebaut wird. Der Hersteller fertigt das Sinterprodukt S nach dem aktuellen Produkt C und stellt dem Kunden das gefertigte Sinterprodukt S als Muster zur Verfügung.
Das Verfahren zur Herstellung des Sinterprodukts S gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Schritte 1 bis 5. Der Hersteller fertigt das Sinterprodukt S, das im Wesentlichen die gleiche Form wie das aktuelle Produkt C hat, in den Schritten 1 bis 5. Nachfolgend wird jeder der Schritte 1 bis 5 in groben Zügen beschrieben.
Es sollte beachtet werden, dass eine Kombination aller oder einiger Vorrichtungen, die bei dem in 1 dargestellten Herstellungsverfahren verwendet werden, als „Fertigungssystem“ des Sinterprodukts S bezeichnet wird.
Schritt 1: Erfassen von 3D-Daten
In Schritt 1 werden dreidimensionale CAD-Daten (Computer Aided Design) eines Zielprodukts (in der vorliegenden Ausführungsform das aktuelle Produkt C eines Kunden) erfasst, die als Referenz für die Form des Sinterprodukts S dienen. Im Folgenden werden dreidimensionale CAD-Daten auch als „3D-Daten“ bezeichnet.
In Schritt 1 werden 3D-Daten erfasst, indem z.B. ein aktuelles Teil des aktuellen Produkts C mit einem 3D-Scanner 1 eingelesen wird. In diesem Fall dient der 3D-Scanner als Erfassungseinheit für die 3D-Daten.
Wenn ein Kunde oder ein Dritter (im Folgenden als „Kunde oder dergleichen“ bezeichnet) über die 3D-Daten des aktuellen Produkts C verfügt, können die vom Kunden oder dergleichen bezeichneten 3D-Daten durch Datenübertragung per E-Mail, Datentransfer unter Verwendung eines USB-Speichers oder dergleichen direkt in eine Computervorrichtung 2 in Schritt 2 eingegeben werden. In diesem Fall ist der 3D-Scanner 1 nicht erforderlich oder wird nicht verwendet, und die Computervorrichtung 2 dient als Erfassungseinheit für die 3D-Daten.
Schritt 2: Erstellen des Verarbeitungsprogramms für das Formteil (Einstellen der Herstellungsbedingungen)
In Schritt 2 wird aus den in Schritt 1 erfassten 3D-Daten ein Verarbeitungsprogramm für das Formteil (im Folgenden auch als „Bearbeitungsprogramm“ bezeichnet) erstellt.
Das Verarbeitungsprogramm ist ein Computerprogramm zur Steuerung des Betriebs einer in Schritt 3 verwendeten Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32. Das Verarbeitungsprogramm wird von der Computervorrichtung 2 erstellt, in der z. B. CAD/CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) gespeichert ist.
Schritt 3: Herstellung eines Sinterprodukts durch Bearbeitung eines Formteils
Schritt 3 ist ein Schritt zur Herstellung des Sinterprodukts S durch eine Fertigungsanlage 3.
Die in Schritt 3 verwendete Fertigungsanlage 3 umfasst einen Schritt P2, in dem die Formteil-Bearbeitungsvorrichtung (im Folgenden auch als „Bearbeitungsvorrichtung“ bezeichnet) 32 einen Pulverpressling M vor dem Sintern verarbeitet. Die Bearbeitungsvorrichtung 32 führt eine vorbestimmte Bearbeitung des Pulverpresslings M gemäß dem in Schritt 2 erstellten Verarbeitungsprogramm durch.
Schritt 4: Korrektur des Verarbeitungsprogramms für das Formteil (Optimierung der Herstellungsbedingungen)
Schritt 4 ist ein Schritt zur Korrektur des Bearbeitungsprogramms auf der Grundlage der 3D-Daten des Sinterprodukts S, das ein akzeptiertes Produkt ist, das in Schritt 3 hergestellt wurde.
Das Verarbeitungsprogramm wird von einer Computervorrichtung 4 korrigiert, die z. B. CAD/CAT-Software (Computer Aided Testing) speichert. Ein Ergebnis der Korrektur des Verarbeitungsprogramms wird an die Bearbeitungsvorrichtung 32 aus Schritt 3 zurückgegeben. Das Ergebnis der Korrektur des Verarbeitungsprogramms kann an die Computervorrichtung 2 zurückgegeben werden, die für die Erstellung des Verarbeitungsprogramms konfiguriert ist (Schritt 2).
Schritt 5: Bereitstellen des Sinterprodukts (Probe)
Schritt 5 ist ein Schritt des Bestimmens eines oder mehrerer der Sinterprodukte S, die durch das korrigierte Programm aus Schritt 4 als Muster hergestellt wurden, und des Bereitstellens des als Muster bestimmten Sinterprodukts S an den Kunden.
Der Kunde, dem das Sinterprodukt S als Muster zur Verfügung gestellt wird, kann die Leistung des aktuellen Produkts C mit der Leistung des Sinterprodukts S vergleichen, z. B. in einer hauseigenen Prüfvorrichtung. Wenn die Leistung des als Muster bereitgestellten Sinterprodukts S höher oder gleich der Leistung des aktuellen Produkts C ist, kann der Kunde das aktuelle Produkt C durch das Sinterprodukt S ersetzen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Fertigungsanlage 3 (siehe 3) zur Bearbeitung des noch zu sinternden Pulverpresslings M in Schritt 3 verwendet, so dass die Bearbeitung, wie z. B. das Schneiden, einfach und die Produktivität hervorragend ist. Daher kann das Sinterprodukt S zu geringeren Kosten und mit einer kürzeren Lieferzeit hergestellt werden als beispielsweise ein gegossenes oder geschmiedetes Produkt.
Wenn das aktuelle Produkt C ein Guss- oder Schmiedeerzeugnis ist, kann der Kunde also eine Senkung der Herstellungskosten und eine Verkürzung der Lieferzeit erwarten, indem er das aktuelle Produkt C durch das Sinterprodukt S ersetzt.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform können die Sinterprodukte S, wie z. B. Kettenräder, Rotoren, Zahnräder, Ringe, Flansche, Riemenscheiben, Lamellen oder Lager, die in Maschinen, wie z. B. Kraftfahrzeuge, eingebaut werden sollen, hergestellt werden.
Die Sinterprodukte S sind nicht auf Produkte aus dem Automobilbereich beschränkt. Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform können Sintererzeugnisse S wie Turbinenschaufeln von Flugzeugen, künstliche Knochen und künstliche Gelenke für den medizinischen Bereich oder Strahlenschutzteile für den Nuklearbereich hergestellt werden, die in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden können.
[In Schritt 1 verwendete Vorrichtung]
2 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel für jedes der in Schritt 1 und Schritt 2 verwendeten Vorrichtungen zeigt.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die in Schritt 1 verwendete Vorrichtung eine berührungslose dreidimensionale Formmessmaschine (im Folgenden als „3D-Scanner“ bezeichnet) 1. Der berührungslose 3D-Scanner 1 ist ein Gerät, das so konfiguriert ist, dass es Unebenheiten einer Oberfläche (Abstand zu einem beliebigen Punkt auf einer Oberfläche) berührungslos erfasst, das Ergebnis der Erfassung in dreidimensionale CAD-Daten umwandelt und diese in die Computervorrichtung 2 einspeist.
Konkret erfasst der 3D-Scanner 1 dreidimensionale Koordinatendaten (X, Y, Z) von jedem Punkt auf der Oberfläche eines Objekts, während das Objekt mit Licht bestrahlt wird. Der 3D-Scanner 1 wandelt die erfassten Daten einer Gruppe von Punkten in Polygondaten um, um eine netzartige dreidimensionale Figur zu erzeugen.
Der 3D-Scanner 1 wandelt die Daten einer Gruppe von Punkten, die die dreidimensionale Figur bilden, in dreidimensionale CAD-Daten in einem vorgegebenen Dateiformat um und überträgt die umgewandelten dreidimensionalen CAD-Daten an die mit dem 3D-Scanner 1 verbundene Computervorrichtung 2.
Der berührungslose 3D-Scanner 1 wird grob in einen „Laserlichttyp“ und einen „Strukturlichttyp ‟ unterteilt. Der Laserlichttyp ist so konfiguriert, dass er ein Objekt abtastet, während er das Objekt mit Laserstrahlen bestrahlt, das vom Objekt reflektierte Licht durch einen Lichtempfangssensor identifiziert und einen Abstand zum Objekt durch Trigonometrie misst.
Der Strukturlichttyp ist so konfiguriert, dass er ein Objekt abtastet, während er das Objekt mit strukturiertem Licht bestrahlt, eine Linie eines gestreiften Musters identifiziert und einen Abstand zwischen dem Scanner und dem Objekt misst.
Der Strukturlichttyp kann Messungen schneller durchführen als der Laserlichttyp. Daher wird in dem Beispiel von 2 ein 3D-Scanner mit strukturiertem Licht 1 verwendet. Beispiele für im Handel erhältliche Produkte des 3D-Scanners mit strukturiertem Licht 1 umfassen die Serie KEYENCE VL-300.
Obwohl es sich bei dem in 2 gezeigten 3D-Scanner 1 um einen stationären Scanner handelt, kann der 3D-Scanner 1 auch ein Hand-Scanner sein, den ein Benutzer zur Messung in der Hand halten kann.
Wenn der Kunde über die dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C verfügt, kann eine Datei mit diesen Daten direkt in die Computervorrichtung 2 eingelesen werden, wie in 2 gezeigt. In diesem Fall erübrigt sich die Arbeit des Scannens des aktuellen Produkts C.
Die Quelle für die Beschaffung der dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C kann ein Dritter sein, die nicht der Kunde ist. Beispiele für Dritte sind ein Hersteller der aktuellen Produkte C, dem der Kunde die Herstellung der aktuellen Produkte anvertraut hat, oder ein Unternehmen, das darauf spezialisiert ist, fertige Produkte zu demontieren und die 3D-Daten des aktuellen Produkts C zu lesen.
[In Schritt 2 verwendete Vorrichtung]
Wie in 2 dargestellt, umfasst die in Schritt 2 verwendete Vorrichtung die Computervorrichtung 2. Die Computervorrichtung 2 ist zum Beispiel ein Desktop-Personal-Computer (PC). Der Typ der Computervorrichtung 2 ist nicht besonders begrenzt. Der Typ der Computervorrichtung 2 kann zum Beispiel ein Notebook oder ein Tablet sein.
Die Computervorrichtung 2 umfasst: einen Informationsprozessor mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und einem flüchtigen Speicher; eine Speichervorrichtung mit einem nichtflüchtigen Speicher, der so konfiguriert ist, dass er ein von der CPU auszuführendes Computerprogramm und für die Ausführung erforderliche Daten speichert; und dergleichen. Die Computervorrichtung 2 enthält auch eine Eingabevorrichtung und eine Anzeige.
Die CPU liest das Computerprogramm in den flüchtigen Speicher ein, um das Computerprogramm auszuführen, wodurch die Computervorrichtung 2 als eine vorbestimmte Steuerung dient.
Auf der Computervorrichtung 2 ist eine CAD/CAM-Software installiert. Bei der CAD/CAM-Software handelt es sich um eine Software, die die Erstellung eines Verarbeitungsprogramms für den Betrieb der Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32 in Übereinstimmung mit einer Benutzereingabe in eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) der Computervorrichtung 2 realisiert.
Als CAD/CAM-Software kann zum Beispiel Software wie „MasterCam“ oder „Robotmater“ (beides eingetragene Warenzeichen) verwendet werden. Diese Software kann ein Bearbeitungsprogramm entsprechend dem Typ der Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32 (z. B. ein Knickarmroboter oder ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum) erstellen. Darüber hinaus können diese Softwareteile in der Lage sein, das in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2009 -226562 beschriebene Bearbeitungsprogramm zu erstellen.
Beispiele für Einstellungen, die zur Erstellung des Bearbeitungsprogramms erforderlich sind, umfassen die Einstellung der Form eines Werkstücks (in der vorliegenden Ausführungsform der Pulverpressling M), die Einstellung eines für die Bearbeitung zu verwendenden Werkzeugs und die Einstellung des Werkzeugwegs.
Die Computervorrichtung 2 erstellt auf der Grundlage der dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C und der vom Benutzer eingegebenen Einstellungsinformationen ein Bearbeitungsprogramm für das Formteil, beispielsweise ein NC-Programm. Die Computervorrichtung 2 überträgt das von der CAD/CAM-Software erstellte Bearbeitungsprogramm an die in Schritt 3 verwendete Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt in Schritt 3 eine Formvorrichtung 31 (siehe 3 und 4) den Pulverpressling M mit einer einfachen Form wie einem Zylinder oder einem Hohlzylinder her, und die Bearbeitungsvorrichtung 32 (siehe 3 und 5) schneidet den Pulverpressling M, um ein bearbeitetes Formteil P herzustellen, der die gleiche Form wie das aktuelle Produkt C hat.
Das von der Computervorrichtung 2 erstellte Bearbeitungsprogramm enthält also ein Programm, das die Bearbeitungsvorrichtung 32 veranlasst, den Pulverpressling M mit einer vorgegebenen Form zu schneiden. Die dreidimensionalen CAD-Daten des Pulverpresslings M als Werkstück werden im Voraus in der Computervorrichtung 2 registriert.
(Arten der zu verwendenden Werkzeuge)
Wenn die Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32 Knickarmroboter 201, 202 (siehe 5) umfasst, die in der Lage sind, Werkzeuge auszutauschen, enthält das Bearbeitungsprogramm vorzugsweise einen Code, der den Knickarmrobotern 201, 202 befiehlt, für jede Art von Arbeit ein anderes Werkzeug zu verwenden.
Wenn beispielsweise ein relativ feiner Schnitt für die Oberfläche des Pulverpresslings M erforderlich ist, kann das zu verwendende Werkzeug ein Schaftfräser sein. Wenn eine Nut, ein Fenster oder ähnliches in den Pulverpressling M geschnitten werden soll, kann das zu verwendende Werkzeug ein Seitenschneider sein.
Beim Schneiden zur Verbreiterung der Mitte eines im Pulverpressling M gebildeten Nutabschnitts kann das zu verwendende Werkzeug ein T-Nut-Fräser sein. Wenn ein Durchgangsloch in den Pulverpressling M geschnitten wird, kann das zu verwendende Werkzeug ein Bohrer sein.
Der zum Bohren verwendete Bohrer ist vorzugsweise ein Rundkopfbohrer mit einer bogenförmigen Schneide am Spitzenabschnitt (siehe z.B. japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2016 -113657 ) oder ein Kerzenbohrer (siehe z.B. japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2016 -113658 ). Durch die Verwendung dieser Bohrer kann das Auftreten von Kantenausbrüchen am Lochausgang des Pulverpresslings M unterdrückt werden.
(Bearbeitungsbedingungen des Pulverpresslings)
Die Drehzahl des Werkzeugs zum Schneiden des Pulverpresslings M beträgt vorzugsweise beispielsweise 500 bis 50000 U/min. Noch bevorzugter ist eine Drehzahl von 1000 bis 15000 U/min.
Die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, das zum Schneiden des Pulverpresslings M verwendet wird, beträgt vorzugsweise beispielsweise 20 bis 6000 mm/min. Die Vorschubgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 200 bis 2000 mm/min.
Die Schnitttiefe und die Schnittposition des Pulverpresslings M werden auf der Grundlage der vom Benutzer in Schritt 2 eingegebenen dreidimensionalen CAD-Daten des Pulverpresslings M und der in Schritt 1 erfassten dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C berechnet.
[In Schritt 3 verwendete Fertigungsanlage]
3 ist eine Gesamtkonfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für die in Schritt 3 verwendete Fertigungsanlage 3 zeigt.
Wie in 3 dargestellt, ist die Fertigungsanlage 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Anlage, in der die Vorrichtungen 31 bis 35, die jeweils einzeln die Schritte P1 bis P5 ausführen, der Reihe nach installiert sind. Die Fertigungsanlage 3 ist in einem Werk des Herstellers des Sinterprodukts S installiert.
Die in 3 gezeigte Fertigungsanlage 3 umfasst insbesondere eine Fertigungsstraße, die Folgendes umfasst: die Vorrichtungen 31 bis 35, die jeweils den Schritten P1 bis P5 entsprechen; eine Fördereinheit 36, die durch die Nähe jeder der Vorrichtungen 31 bis 35 läuft; und Roboterarme 37, die jeweils ein Werkstück (Pulverpressling M oder dergleichen) in jede der Vorrichtungen 31 bis 35 hinein- und herausführen.
Die Roboterarme 37 befördern das Werkstück jeweils einzeln von der Fördereinheit 36 zu jeder der Vorrichtungen 32 bis 35 und befördern das Werkstück von jeder der Vorrichtungen 31 bis 35 zur Fördereinheit 36 heraus.
Die einzelnen Schritte P1 bis P5, die in der Fertigungsanlage 3 ausgeführt werden, sind wie folgt:

P1) Formschritt: Rohmaterialpulver wird mit Hilfe einer Form einachsig gepresst, um den Pulverpressling M herzustellen, der als Ganzes oder teilweise eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist.
P2) Verarbeitungsschritt: Der Pulverpressling M wird maschinell bearbeitet, um das bearbeitete Formteil P herzustellen.
P3) Sinterschritt: Das bearbeitete Formteil P wird gesintert, um das Sinterprodukt S zu erhalten.
P4) Endbearbeitungsschritt: Die Endbearbeitung wird durchgeführt, um die tatsächliche Abmessung des Sinterprodukts S nahe an die Entwurfsabmessung heranzuführen.
P5) Prüfschritt: Die Abmessungsgenauigkeit des Sinterprodukts S und/oder das Vorhandensein oder Fehlen eines Fehlers und dergleichen werden geprüft.

Nachfolgend werden bevorzugte konkrete Beispiele der Schritte P1 bis P5 beschrieben.
[Formschritt P1]
(Beispiel 1 des Rohmaterialpulvers)
Metallpulver, das in einem Formschritt P1 als Rohstoff dient, ist ein Hauptmaterial, aus dem das Sinterprodukt S besteht. Ein Beispiel für Metallpulver ist Eisenpulver oder ein Eisenlegierungspulver, das Eisen als Hauptbestandteil enthält. Typische Beispiele für das Metallpulver sind reines Eisenpulver und Eisenlegierungspulver.
Die „Eisenlegierung mit Eisen als Hauptbestandteil“ bedeutet, dass ein Eisenelement als Bestandteil in einer Menge von mehr als 50 Massen-%, vorzugsweise 80 Massen-% oder mehr, und weiter 90 Massen-% oder mehr enthalten ist. Beispiele für eine Eisenlegierung sind solche, die mindestens ein Legierungselement aus der Gruppe Cu, Ni, Sn, Cr, Mo, Mn und C enthalten.
Die zuvor beschriebenen Legierungselemente tragen zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eines Sinterprodukts auf Eisenbasis bei. Der Gesamtgehalt an Cu, Ni, Sn, Cr, Mn und Mo unter den Legierungselementen kann auf 0,5 Massen-% oder mehr und 5,0 Massen-% oder weniger und weiter auf 1,0 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger festgelegt werden.
Der Gehalt an C kann auf 0,2 Massen-% oder mehr und 2,0 Massen-% oder weniger, und weiter auf 0,4 Massen-% oder mehr und 1,0 Massen-% oder weniger festgelegt werden. Darüber hinaus kann Eisenpulver als Metallpulver verwendet werden, dem Pulver des zuvor beschriebenen Legierungselements (legiertes Pulver) zugesetzt werden kann.
In diesem Fall ist der Bestandteil des Metallpulvers Eisen im Stadium des Rohmaterialpulvers, aber das Eisen reagiert mit dem zu legierenden Legierungselement durch Sintern in einem Sinterschritt P3.
Der Anteil des Metallpulvers (einschließlich des legierten Pulvers) im Rohmaterialpulver kann z.B. auf 90 Massen-% oder mehr, und weiter auf 95 Massen-% oder mehr festgelegt werden. Als Metallpulver können solche verwendet werden, die z. B. durch ein Wasserzerstäubungsverfahren, ein Gaszerstäubungsverfahren, ein Carbonylverfahren oder ein Reduktionsverfahren hergestellt wurden.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Metallpulvers kann z. B. auf 20 µm oder mehr und 200 µm oder weniger und ferner auf 50 µm oder mehr und 150 µm oder weniger festgelegt werden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Metallpulvers innerhalb des oben genannten Bereichs eingestellt wird, ist das Metallpulver leicht zu verarbeiten und kann einfach druckgeformt werden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Metallpulvers auf 20 µm oder mehr eingestellt wird, kann die Fließfähigkeit des Rohmaterialpulvers leicht sichergestellt werden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Metallpulvers auf 200 µm oder weniger eingestellt wird, kann das Sinterprodukt S mit einer dichten Struktur leicht erhalten werden.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Metallpulvers ist eine durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen, aus denen das Metallpulver besteht. Die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen ist beispielsweise eine Teilchengröße (D50), bei der das kumulative Volumen in einer Volumen-Teilchengrößenverteilung, gemessen mit einem Laserbeugungs-Teilchengrößenverteilungsmessgerät, 50 % beträgt. Durch die Verwendung von feinem Metallpulver kann die Oberflächenrauheit des Sinterprodukts S verringert und die Ecke scharfkantig ausgebildet werden.
(Beispiel 2 für Rohmaterialpulver: Fall der Induktionserwärmung)
Wenn der Sinterschritt P3 durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung durchgeführt wird, enthält das Rohmaterialpulver vorzugsweise Fe-Pulver oder Fe-Legierungspulver und C-Pulver. Dieses Rohmaterialpulver enthält hauptsächlich Fe-Pulver oder Fe-Legierungspulver. Im Folgenden werden Fe-Pulver und Fe-Legierungspulver zusammenfassend als Pulver auf Fe-Basis bezeichnet.
Fe-Pulver, Fe-Legierungspulver:

Das Fe-Pulver ist reines Eisenpulver. Das Fe-Legierungspulver enthält Eisen als Hauptbestandteil und weist eine Vielzahl von Fe-Legierungsteilchen auf, die ein oder mehrere Zusatzelemente enthalten, die z. B. aus Ni und Mo ausgewählt sind. Die Fe-Legierung darf unvermeidliche Verunreinigungen enthalten.

Konkrete Beispiele für Fe-Legierungen sind Legierungen auf Fe-Ni-Mo-Basis. Als Pulver auf Fe-Basis kann z.B. wasserverdüstes Pulver, gasverdüstes Pulver, Carbonylpulver oder Reduktionspulver verwendet werden. Der Gehalt des Pulvers auf Fe-Basis im Rohmaterialpulver kann z.B. 90 Massen-% oder mehr betragen, und weiter 95 Massen-% oder mehr, bezogen auf 100 Massen-% des Rohmaterialpulvers. Der Fe-Gehalt in der Fe-Legierung kann 90 Massen-% oder mehr, und weiter 95 Massen-% oder mehr, bezogen auf 100 Massen-% der Fe-Legierung, betragen. Der Gesamtgehalt der Zusatzelemente in der Fe-Legierung kann mehr als 0 Massen-% und 10,0 Massen-% oder weniger betragen, und ferner 0,1 Massen-% oder mehr und 5,0 Massen-% oder weniger.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf Fe-Basis kann z. B. 50 µm oder mehr und 150 µm oder weniger betragen. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf Fe-Basis innerhalb des oben genannten Bereichs eingestellt wird, ist das Pulver auf Fe-Basis leicht zu verarbeiten und kann leicht druckgeformt werden. Wird die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf Fe-Basis auf 50 µm oder mehr eingestellt, kann die Fließfähigkeit leicht sichergestellt werden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf Fe-Basis auf 150 µm oder weniger eingestellt wird, kann das Sinterprodukt S mit einer dichten Struktur leicht erhalten werden. Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf Fe-Basis kann ferner 55 µm oder mehr und 100 µm oder weniger betragen.
Die „durchschnittliche Teilchengröße“ ist eine Teilchengröße (D50), bei der das kumulative Volumen in einer Volumen-Teilchengrößenverteilung, gemessen mit einem Laserbeugungs-Teilchengrößenverteilungsmessgerät, 50 % beträgt. Das Gleiche gilt für die später beschriebenen durchschnittlichen Teilchengrößen des C-Pulvers und des Cu-Pulvers.

C-Pulver:
- Das C-Pulver wird zu einer flüssigen Fe-C-Phase, wenn die Temperatur erhöht wird, wodurch die Ecken der Poren im Sinterprodukt S abgerundet werden, um die Festigkeit (radiale Druckfestigkeit) des Sinterprodukts S zu verbessern. Der Gehalt des C-Pulvers im Rohmaterialpulver kann 0,2 Massen-% oder mehr und 1,2 Massen-% oder weniger betragen, bezogen auf 100 Massen-% des Rohmaterialpulvers.

Wenn der Gehalt an C-Pulver auf 0,2 Massen-% oder mehr eingestellt wird, tritt eine flüssige Fe-C-Phase in ausreichendem Maße auf, die die Ecken der Poren effektiv abrunden kann, um die Festigkeit zu verbessern. Durch die Einstellung des Gehalts des C-Pulvers auf 1,2 Massen-% oder weniger wird die übermäßige Bildung der flüssigen Phase von Fe-C leicht unterdrückt, wodurch das Sinterprodukt S mit hoher Abmessungsgenauigkeit leicht hergestellt werden kann.
Der Gehalt des C-Pulvers beträgt ferner vorzugsweise 0,4 Massen-% oder mehr und 1,0 Massen-% oder weniger, besonders bevorzugt 0,6 Massen-% oder mehr und 0,8 Massen% oder weniger. Die durchschnittliche Teilchengröße des C-Pulvers ist vorzugsweise kleiner als die durchschnittliche Teilchengröße des Fe-Pulvers. Dies erleichtert die gleichmäßige Verteilung der C-Teilchen zwischen den Fe-Teilchen, so dass das Legieren leicht durchgeführt werden kann.
Die durchschnittliche Teilchengröße des C-Pulvers kann z. B. 1 µm oder mehr und 30 µm oder weniger, und weiter 10 µm oder mehr und 25 µm oder weniger betragen. Unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung der flüssigen Phase von Fe-C ist es vorzuziehen, dass die durchschnittliche Teilchengröße des C-Pulvers groß ist, aber wenn die durchschnittliche Teilchengröße zu groß ist, wird die Zeit, in der die flüssige Phase auftritt, so lang, dass die Poren zu groß werden, wodurch Defekte auftreten können. Wenn das Rohmaterialpulver reines Eisenpulver, aber kein C enthält, ist die Festigkeit des Sinterprodukts S geringer als die des Sinterprodukts S, das mit einem Endlosband-Sinterofen hergestellt wurde.
Cu-Pulver:

Das Rohmaterialpulver enthält vorzugsweise auch Cu-Pulver. Cu-Pulver trägt zur Bildung der flüssigen Phase von Fe-C bei, wenn die Temperatur in dem später beschriebenen Sinterschritt erhöht wird. Außerdem hat Cu die Funktion, die Festigkeit zu erhöhen, indem es eine feste Lösung in Fe bildet. Durch den Zusatz von Cu-Pulver kann das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit hergestellt werden.

Der Gehalt des Cu-Pulvers im Rohmaterialpulver beträgt 0,1 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger, bezogen auf 100 Massen-% des Rohmaterialpulvers. Durch die Einstellung des Gehalts des Cu-Pulvers auf 0,1 Massen-% oder mehr wird Cu in Fe diffundiert, während die Temperatur erhöht wird (Sintern), um die Diffusion von C in Fe leicht zu unterdrücken, wodurch die flüssige Phase von Fe-C leicht erzeugt werden kann.
Durch die Einstellung des Cu-Pulvergehalts auf 3,0 Massen-% oder weniger diffundiert Cu bei der Temperaturerhöhung (Sinterung) in Fe, so dass sich die Fe-Teilchen ausdehnen und die Schrumpfung während der Sinterung ausgleichen. Dadurch kann das Sinterprodukt S mit hoher Abmessungsgenauigkeit leicht hergestellt werden.
Der Gehalt des Cu-Pulvers kann ferner 1,5 Massen-% oder mehr und 2,5 Massen-% oder weniger betragen. Die durchschnittliche Teilchengröße des Cu-Pulvers ist vorzugsweise kleiner als die durchschnittliche Teilchengröße des Fe-Pulvers, ähnlich wie beim C-Pulver. Dies erleichtert die gleichmäßige Verteilung der Cu-Teilchen zwischen den Fe-Teilchen, so dass das Legieren leicht durchgeführt werden kann. Die durchschnittliche Teilchengröße des Cu-Pulvers kann z. B. 1 µm oder mehr und 30 µm oder weniger, und weiter 10 µm oder mehr und 25 µm oder weniger betragen.
(Inneres Schmiermittel)
Beim Pressformen mit einer Form wird üblicherweise Rohmaterialpulver verwendet, das durch Mischen von Metallpulver und einem inneren Schmiermittel gewonnen wird, um ein Festfressen des Metallpulvers an der Form zu verhindern. In der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise ein inneres Schmiermittel nicht im Rohmaterialpulver enthalten ist, oder in einer Menge von 0,2 Massen-% oder weniger, bezogen auf das gesamte Rohmaterialpulver, enthalten ist. Dies liegt daran, dass eine Verringerung des Verhältnisses des Metallpulvers zum Rohmaterialpulver unterdrückt wird, um den Pulverpressling M mit einer relativen Dichte von 93 % oder mehr zu erhalten.
Es ist jedoch erlaubt, dass eine kleine Menge eines inneren Schmiermittels im Rohmaterialpulver in einem Bereich enthalten ist, in dem der Pulverpressling mit einer relativen Dichte von 93 % oder mehr hergestellt werden kann. Als inneres Schmiermittel kann eine Metallseife, wie Lithiumstearat oder Zinkstearat, verwendet werden.
(Organisches Bindemittel)
Es ist sogar zulässig, dem Rohstoffpulver im anschließenden Bearbeitungsschritt P2 ein organisches Bindemittel zuzusetzen, um das Auftreten eines Risses oder einer Abplatzung im Pulverpressling M zu unterdrücken.
Beispiele für organische Bindemittel sind Polyethylen, Polypropylen, Polyolefin, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyamid, Polyester, Polyether, Polyvinylalkohol, Vinylacetat, Paraffin und verschiedene Wachse. Das organische Bindemittel kann je nach Bedarf hinzugefügt werden oder auch nicht. Wenn ein organisches Bindemittel zugesetzt wird, muss die Zugabemenge so weit eingestellt werden, dass der Pulverpressling M mit einer relativen Dichte von 93 % oder mehr im Formschritt P1 hergestellt werden kann.
(Verfahren zum Pressen des Pulverpresslings)
Im Formschritt P1 wird das Rohmaterialpulver unter Verwendung einer Form einachsig gepresst, um den Pulverpressling M herzustellen. Die für das einachsige Pressen zu verwendende Form ist eine Form mit einer Matrize und einem Paar von Stempeln, die in die oberen und unteren Öffnungen der Matrize eingesetzt sind. Der Pulverpressling M wird hergestellt, indem das in den Hohlraum der Matrize eingefüllte Rohmaterialpulver mit dem oberen und dem unteren Stempel gepresst wird.
Der Pulverpressling M, der durch die Form geformt werden kann, hat eine einfache Form. Beispiele für die einfache Form sind eine zylindrische Form, eine hohlzylindrische Form, eine Prismaform und eine Hohlprismaform.
Es kann ein Stempel mit konvexen oder konkaven Abschnitten auf der Stempeloberfläche verwendet werden. In diesem Fall werden in dem einfach geformten Pulverpressling M den konvexen Abschnitten oder den konkaven Abschnitten entsprechende Vertiefungen oder Vorsprünge gebildet. Der Pulverpressling mit solchen Ausnehmungen oder Vorsprüngen ist ebenfalls in dem Pulverpressling M mit einer einfachen Form enthalten.
Der Druck (Flächenpressung) beim einachsigen Pressen kann 600 MPa oder mehr betragen. Durch Erhöhung des Oberflächendrucks kann die relative Dichte des Pulverpresslings M erhöht werden. Der Oberflächendruck beträgt vorzugsweise 1000 MPa oder mehr, und noch bevorzugter 1500 MPa oder mehr. Die Obergrenze des Oberflächendrucks ist nicht besonders begrenzt.
(Äußeres Schmiermittel)
Beim einachsigen Pressen wird vorzugsweise ein äußeres Schmiermittel auf die Innenumfangsfläche der Form (die Innenumfangsfläche der Matrize und die Pressfläche des Stempels) aufgetragen, um ein Festfressen des Metallpulvers an der Form zu verhindern.
Als äußeres Schmiermittel kann eine Metallseife, wie Lithiumstearat oder Zinkstearat, verwendet werden. Daneben können auch Fettsäureamide, wie Laurinsäureamid, Stearinsäureamid oder Palmitinsäureamid, oder höhere Fettsäureamide, wie Ethylenbisstearinsäureamid, als äußeres Schmiermittel verwendet werden.
(Relative Dichte des Pulverpresslings)
Die relative Durchschnittsdichte des durch einachsiges Pressen erhaltenen Pulverpresslings M beträgt vorzugsweise 93 % oder mehr. Die relative Durchschnittsdichte beträgt vorzugsweise 94 % oder mehr oder 95 % oder mehr, noch bevorzugter 96 % oder mehr, noch bevorzugter 97 % oder mehr, und noch bevorzugter 99,8 % oder mehr.
Der dichte Abschnitt mit einer relativen Durchschnittsdichte von 93 % oder mehr kann der gesamte oder ein Teil des Pulverpresslings M sein. Wenn der Pulverpressling M jedoch von dem Knickarmroboter 202 (siehe 5) in dem später beschriebenen Bearbeitungsschritt P2 gegriffen wird, beträgt die relative Durchschnittsdichte des gesamten Pulverpresslings vorzugsweise 93 % oder mehr. Denn wenn der gesamte Pulverpressling dicht ist, ist es schwierig, ihn zu zerkleinern, egal welcher Teil des Pulverpresslings M gegriffen wird.
Wie zuvor beschrieben, kann mit der Fertigungsanlage 3 der vorliegenden Ausführungsform das Sinterprodukt S erhalten werden, dessen Gesamtheit eine relative Durchschnittsdichte von 93 % oder mehr aufweist.
Die relative Durchschnittsdichte des gesamten gesinterten Presslings S ist im Wesentlichen gleich der relative Durchschnittsdichte des gesamten Pulverpresslings M vor dem Sintern. Die relative Durchschnittsdichte des Sinterprodukts S beträgt vorzugsweise 95 % oder mehr, noch bevorzugter 96 % oder mehr und noch bevorzugter 97 % oder mehr. Je höher die relative Durchschnittsdichte ist, desto höher ist die Festigkeit des Sinterprodukts S.
Die relative Durchschnittsdichte des gesamten Pulverpresslings M kann bestimmt werden, indem Querschnitte (vorzugsweise orthogonale Querschnitte) des Pulverpresslings M aufgenommen werden, die sich jeweils mit der Richtung der Pressachse an Positionen in der Nähe der Mitte, in der Nähe einer Stirnseite und in der Nähe der anderen Stirnseite in Richtung der Pressachse schneiden, und indem eine Bildanalyse an jedem Querschnitt durchgeführt wird.
Genauer gesagt werden in jedem Querschnitt zunächst eine Vielzahl von Bilder des Sichtfeldes aufgenommen, z. B. 10 oder mehr Bilder des Sichtfeldes mit einer Fläche von jeweils 500 µm × 600 µm = 300.000 µm². Die jeweiligen Bilder des Sichtfeldes werden vorzugsweise von möglichst gleichmäßig im Querschnitt verteilten Positionen aufgenommen.
Anschließend wird jedes der aufgenommenen Bilder des Sichtfeldes binarisiert, um das Flächenverhältnis der Metallteilchen zum Sichtfeld zu bestimmen, und das Flächenverhältnis wird als relative Dichte für das Sichtfeld betrachtet.
Dann werden die relativen Durchschnittsdichten, die aus den jeweiligen Sichtfeldern ermittelt wurden, gemittelt, um die relative Durchschnittsdichte des gesamten Pulverpresslings zu berechnen. Dabei kann der Bereich in der Nähe einer Stirnseite (der Bereich in der Nähe der anderen Stirnseite) eine Position sein, die z. B. innerhalb von 3 mm von der Oberfläche des Pulverpresslings M liegt.
[Bearbeitungsschritt P2]
Im Bearbeitungsschritt P2 wird der durch das einachsige Pressen hergestellte Pulverpressling M bearbeitet, ohne gesintert zu werden.
Die Bearbeitung erfolgt in der Regel durch Schneiden. In diesem Fall wird der Pulverpressling M mit einem Schneidwerkzeug so bearbeitet, dass er eine bestimmte Form erhält. Beispiele für das Schneiden sind Walzen und Drehen, und das Walzen schließt das Bohren ein. Beispiele für das Schneidwerkzeug sind ein Bohrer oder eine Reibahle zum Bohren, ein Fräser oder ein Schaftfräser zum Walzen und ein Drehwerkzeug und eine auswechselbare Schneidspitze zum Drehen. Das Schneiden kann mit einem Wälzfräser, einer Ahle, einem Ritzelschneider oder ähnlichem erfolgen, die nicht zuvor beschrieben sind.
Im Falle des Pulverpresslings M, in dem die Metallteilchen gepresst und gehärtet sind, erfolgt die Bearbeitung so, dass die Metallteilchen mit einem Schneidwerkzeug von der Oberfläche des Pulverpresslings M abgeschält werden.
Daher ist die Reibung am Schneidwerkzeug viel geringer als beispielsweise beim Schneiden eines gegossenen oder vorgesinterten Gegenstands, was die Lebensdauer des Werkzeugs stark verkürzen kann. Außerdem besteht der bei der Bearbeitung anfallende Bearbeitungsabfall aus Metallpulver, das von den einzelnen Metallteilchen, aus denen der Pulverpressling M besteht, getrennt wird. Der pulverförmige Bearbeitungsabfall kann wiederverwendet werden, ohne aufgelöst zu werden.
[Sinterschritt P3]
Im Sinterschritt P3 wird das bearbeitete Formteil P, das durch die Bearbeitung des Pulverpresslings M erhalten wurde, gesintert. Durch Sintern des bearbeiteten Formteils P erhält man das Sinterprodukt S, in dem die Metallpulverteilchen miteinander in Kontakt gebracht und verbunden werden. Im Sinterschritt P3 können vorbestimmte Bedingungen entsprechend der Zusammensetzung des Metallpulvers angewendet werden.
Handelt es sich bei dem Metallpulver um Eisenpulver oder Eisenlegierungspulver, kann die Sintertemperatur beispielsweise 1100°C oder höher und 1400°C oder niedriger sein, und weiter 1200°C oder höher und 1300°C oder niedriger. Die Sinterzeit kann z. B. 15 Minuten oder länger und 150 Minuten oder kürzer, und ferner 20 Minuten oder länger und 60 Minuten oder kürzer, sein.
Der Grad der Verarbeitung im Bearbeitungsschritt P2 kann auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Abmessung und der Entwurfsabmessung des Sinterprodukts S eingestellt werden. Das bearbeitete Formteil P, das durch Bearbeitung des dichten Pulverpresslings M mit einer relativen Dichte von 93 % oder mehr erhalten wird, schrumpft während des Sintems im Wesentlichen gleichmäßig.
Daher kann durch die Anpassung des Bearbeitungsgrads im Bearbeitungsschritt P2 auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Abmessung nach dem Sintern und der Entwurfsabmessung die tatsächliche Abmessung des Sinterprodukts S nahe an die Entwurfsabmessung herangeführt werden. Dadurch kann der Aufwand und die Zeit für den nächsten Bearbeitungsschritt P4 reduziert werden. Wenn die Bearbeitung durch die Knickarmroboter 201, 202 oder ein Bearbeitungszentrum erfolgt, kann der Grad der Bearbeitung leicht angepasst werden.
[Endbearbeitungsschritt P4]
Im Endbearbeitungsschritt P4 wird die Oberfläche des Sinterprodukts S poliert und ähnliches, um die Oberflächenrauheit des Sinterprodukts S zu verringern, und die Abmessung des Sinterprodukts S wird an die Entwurfsabmessung (Abmessung des aktuellen Produkts C) angepasst.
Der Poliervorgang wird von einer nicht dargestellten Poliervorrichtung durchgeführt. Die dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C, die in Schritt 1 erfasst wurden, werden in die Poliervorrichtung eingegeben. Die Poliervorrichtung berechnet die Entwurfsabmessung des Sinterprodukts S aus den Eingabedaten und poliert jeden Abschnitt des Sinterprodukts S so, dass er die berechnete Entwurfsabmessung aufweist. Wenn das Sinterprodukt S beispielsweise ein Zahnrad enthält, wird die Zahnoberfläche des Zahnrads poliert.
[Prüfschritt P5]
In einem Prüfschritt P5 wird geprüft, ob das Sinterprodukt S mit der Entwurfsabmessung (Abmessung des aktuellen Produkts C) übereinstimmt und ob kein Fehler, wie z. B. ein Riss, vorhanden ist.
Diese Prüfungen werden vorzugsweise mit einem berührungslosen 3D-Scanner (z. B. einem 3D-Laserscanner oder einem Lichtstruktur-Scanner) oder einem berührungslosen, zerstörungsfreien Prüfgerät durchgeführt. Durch den Einsatz dieser Prüfgeräte können die Sinterprodukte S automatisch einzeln geprüft werden.
[Vorrichtung für den Formschritt P1]
4 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel der im Formschritt P1 verwendeten Formvorrichtung 31 zeigt.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die im Formschritt P1 verwendete Formvorrichtung 31 beispielsweise eine einachsig drückende Pressformvorrichtung, die durch ein hydraulisches Servoverfahren angetrieben wird.
Die Pressformvorrichtung 31 umfasst eine Basisplatte 101 mit einer rechteckigen Form, Säulen 102 an vier Ecken der Basisplatte 101, einen Deckenrahmen 103, der an den oberen Enden der Säulen 102 befestigt ist, und eine obere Platte 104, die vertikal beweglich von den oberen Abschnitten der Säulen 102 getragen wird.
Ein Stempelsatz 106, dessen vertikale Position durch einen Hydraulikzylindermechanismus 105 gesteuert wird, ist oberhalb der Basisplatte 101 vorgesehen, und ein Stempelsatz 108, dessen vertikale Position durch einen Hydraulikzylindermechanismus 107 gesteuert wird, ist unterhalb der oberen Platte 104 vorgesehen.
Ein oberer Hydraulikzylinder 109 ist in einem Mittelabschnitt des Deckenrahmens 103 vorgesehen. Das untere Ende der Stange des oberen Zylinders 109 und die obere Fläche der oberen Platte 104 sind über einen Gelenkmechanismus 110 verbunden.
Wenn also der obere Zylinder 109 ausfährt, senkt sich die obere Platte 104 in eine Position, in der das Rohmaterialpulver 116 vorbereitet wird. Danach werden der Stempelsatz 106 und der Stempelsatz 108 durch den Antrieb der oberen und unteren Hydraulikzylinder 105, 107 verbunden, so dass das Rohmaterialpulver 116 gepresst wird.
Die oberen und unteren Hydraulikzylindermechanismen 105, 107 haben eine Struktur, in der eine Vielzahl von Hydraulikzylindern koaxial mehrschichtig angeordnet sind, und der axiale Mittelpunkt jedes Hydraulikzylinders befindet sich in der mittleren Position der Basisplatte 101.
Somit hat die Pressformvorrichtung 31 eine schlanke Struktur ohne irgendein Element, das aus der Basisplatte 101 herausragt, und kann ohne eine Grube installiert werden. Daher hat die Pressformvorrichtung 31 den Vorteil, dass der Installationsbereich und die Installationskosten gering sind.
Wie in 4 gezeigt, umfasst der untere Stempelsatz 106 eine hohlzylindrische Matrize 111, einen Kernstab 112, einen Außenstempel 113 und einen Innenstempel 114. Durch die Innenumfangsfläche der Matrize 111 und die Außenumfangsfläche des Kernstabs 112 wird ein Hohlraum gebildet.
Der obere Stempelsatz 108 umfasst einen oberen Stempel 115. Der obere Stempel 115 hat eine hohlzylindrische Form mit einem Durchgangsloch für den Kernstab 112.
In der Phase vor dem Pressen wird die obere Endfläche des Kernstabs 112 dazu gebracht, aus der oberen Endfläche der Matrize 111 herauszuragen, und der Außenstempel 113 wird in eine tiefere Position als der Innenstempel 114 gebracht. In diesem Zustand ist der Hohlraum mit dem Rohmaterialpulver 116 gefüllt.
Beim Pressen wird der obere Stempel 115 abgesenkt, während der Außenstempel 113 und der untere Stempel 114 gemeinsam angehoben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Hubgeschwindigkeit so gesteuert, dass der Außenstempel 113 und der Innenstempel 114 gleichzeitig den oberen Totpunkt an derselben Stelle erreichen.
Durch das zuvor beschriebene Formpressen wird ein Außenumfangsabschnitt, der mit einer größeren Menge des Rohmaterialpulvers 116 gefüllt ist, mit einem höheren Druck komprimiert als ein Innenumfangsabschnitt, der mit einer geringeren Menge davon gefüllt ist. Darüber hinaus wird im Beispiel von 4 der Pulverpressling M mit einer einheitlichen Dicke geformt. So wird der Pulverpressling M zu einem im Wesentlichen Donut-förmigen Stück mit einem Abschnitt M1 mit hoher Dichte im Außenumfangsabschnitt und einem Abschnitt M2 mit niedriger Dichte im Innenumfangsabschnitt.
Das zuvor beschriebene Formverfahren eignet sich zur Herstellung des Sinterprodukts S mit einem entlang der Außenumfangskante durchgehenden Gleitabschnitt, wie z. B. einem Zahnrad mit Außenverzahnung oder einem Kettenrad. Im Falle eines Zahnrads mit Außenverzahnung können beispielsweise Außenverzahnungen mit hoher Steifigkeit und hervorragender Verschleißfestigkeit erhalten werden, indem die Außenumfangsseite des Pulverpresslings M als Abschnitt M1 mit hoher Dichte definiert wird.
Im Gegensatz zu 4 wird, wenn das Rohmaterialpulver 116 durch Einstellen des Innenstempels 114 in eine tiefere Position als der Außenstempel 113 pressgeformt wird, der Pulverpressling M erhalten, bei dem der Innenumfangsabschnitt der Abschnitt M1 mit hoher Dichte und der Außenumfangsabschnitt der Abschnitt M2 mit niedriger Dichte ist.
Das zuvor beschriebene Formverfahren eignet sich zur Herstellung des Sinterprodukts S mit einem entlang der Innenumfangskante durchgehenden Gleitabschnitt, wie bei einem Zahnrad mit Innenverzahnung. Bei einem Zahnrad mit Innenverzahnung kann beispielsweise eine Innenverzahnung mit hoher Steifigkeit und hervorragender Verschleißfestigkeit erzielt werden, indem die Innenumfangsseite des Pulverpresslings M als Abschnitt M1 mit hoher Dichte definiert wird.
Im Falle des Pulverpresslings M mit den Bereichen M1, M2 mit unterschiedlichen relativen Dichten, wie zuvor beschrieben, kann die relative Dichte des Abschnitts M1 mit hoher Dichte auf 93 % oder mehr eingestellt werden, und die relative Dichte des Abschnitts M2 mit niedriger Dichte kann weniger als 93 % betragen.
Wenn das Rohmaterialpulver 116 durch Einstellen des Außenstempels 113 und des Innenstempels 114 auf die gleiche Tiefenposition pressgeformt wird, kann der Pulverpressling M, dessen Gesamtheit eine relative Durchschnittsdichte von 93 % oder mehr aufweist, ebenfalls mit der Pressformvorrichtung 31 geformt werden.
[Gerät im Bearbeitungsschritt P2]
5 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für die im Bearbeitungsschritt P2 verwendete Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32 zeigt.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die im Bearbeitungsschritt P2 verwendete Bearbeitungsvorrichtung 32 beispielsweise eine Roboterbearbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie den Pulverpressling M unter Verwendung der Knickarmroboter 201, 202 verarbeitet.
Da ein solcher Bearbeitungsroboter 32 einen geringeren Einbauraum benötigt als beispielsweise ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum, trägt er dazu bei, die Fertigungsanlage 3 für das Sinterprodukt S kompakt zu gestalten.
Die Roboterbearbeitungsvorrichtung 32 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst zwei Knickarmroboter 201, 202 und eine Steuerung 203, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb der beiden Knickarmroboter 201, 202 steuert.
Von den beiden Knickarmrobotern 201, 202 ist ein erster Roboter 201 auf der einen Seite so konfiguriert, dass er ein Werkzeug 204, z. B. einen Bohrer, hält. Der zweite Roboter 202 auf der anderen Seite ist so konfiguriert, dass er den Pulverpressling M hält.
Der erste Roboter 201 verfügt über eine Greifeinheit 205 für das Werkzeug 204 an der Armspitze. Gemäß einem Befehl der Steuerung 203 kann der erste Roboter 201 verschiedene Arten von Werkzeugen 204 mit der Greifeinheit 205 greifen.
Der zweite Roboter 202 hat an der Armspitze eine Greifeinheit 206 für den Pulverpressling M. Mit der Greifeinheit 206 kann der zweite Roboter 202 den auf der Fördereinheit 36 beförderten Pulverpressling M greifen. Der zweite Roboter 202 kann auch das bearbeitete Formteil P auf die Fördereinheit 36 zurückführen.
Die Steuerung 203 umfasst eine erste Kommunikationseinheit 207, eine zweite Kommunikationseinheit 208, eine Steuerung 209 und eine Speichereinheit 210.
Die erste Kommunikationseinheit 207 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem externen Gerät gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsstandard wie Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) kommunizieren kann. Die zweite Kommunikationseinheit 208 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle, die kommunikativ mit dem ersten und zweiten Arm 201, 202 verbunden ist.
Die Steuerung 209 umfasst einen Informationsprozessor einschließlich einer CPU, einen flüchtigen Speicher und dergleichen. Die Speichereinheit 210 umfasst ein Speichergerät mit einem Aufzeichnungsmedium wie einem Festplattenlaufwerk (HDD) oder einer SDD (Solid-State-Disc).
Beim Empfang des Verarbeitungsprogramms von der Computervorrichtung 2 aus Schritt 2 stellt die erste Kommunikationseinheit 207 das empfangene Programm der Steuerung 209 zur Verfügung. Die Steuerung 209 extrahiert einen Betriebscode (z. B. einen G-Code oder einen M-Code) aus dem empfangenen Verarbeitungsprogramm.
Die Steuerung 209 gibt die jeweiligen extrahierten Betriebscodes sequentiell an die zweite Kommunikationseinheit 208 aus, damit die zweite Kommunikationseinheit 208 die Betriebscodes an die Knickarmroboter 201, 202 überträgt. Die Knickarmroboter 201, 202 führen vorbestimmte Arbeiten in Übereinstimmung mit den empfangenen Betriebscodes aus.
Infolgedessen führen die Knickarmroboter 201, 202 gemäß einem Befehl der Steuereinheit 203 eine vorbestimmte Bearbeitung des Pulverpresslings M durch.
Um sowohl die Positionen als auch die Haltungen der Arbeitsobjekte (Werkzeug 204 und Pulverpressling M) dreidimensional einstellen zu können, ist es vorteilhaft, dass der erste und zweite Roboter 201, 202 jeweils eine Armstruktur mit mindestens sechs Freiheitsgraden aufweisen.
Für den Pulverpressling M kann jedoch der zweite Roboter 202 mit einem Freiheitsgrad von weniger als 6 eingesetzt werden, wenn die Position und die Haltung des Pulverpresslings M nicht mit einem hohen Freiheitsgrad eingestellt werden müssen, wie z. B. wenn er während der Bearbeitung in derselben Position gehalten wird.
In der Fertigungsanlage 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt die relative Dichte des Pulverpresslings M 93 % oder mehr, so dass der Pulverpressling M nicht zerbrochen wird, selbst wenn der vom zweiten Roboter 202 gehaltene Pulverpressling M mit dem Werkzeug 204 des ersten Roboters 201 geschnitten wird. Daher kann der Pulverpressling M schnell bearbeitet werden.
Darüber hinaus verfügt zumindest der erste Roboter 201 über sechs Freiheitsgrade, so dass das Werkzeug 204 in einem beliebigen Winkel mit dem Pulverpressling M in Kontakt gebracht werden kann, wodurch komplizierte Bearbeitungen schnell durchgeführt werden können.
[Vorrichtung für den Sinterschritt P3]
6 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine Sintervorrichtung 33 zeigt, die im Sinterschritt P3 verwendet wird.
Wie in 6 dargestellt, umfasst die im Sinterschritt P3 verwendete Sintervorrichtung 33 beispielsweise einen Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er den bearbeiteten Pulverpressling M (bearbeitetes Formteil P) durch ein Hochfrequenz-Induktionsverfahren erhitzt.
Da die Temperatur eines Objekts durch die Erwärmung mit Hilfe eines Hochfrequenz-Induktionsverfahrens mit hoher Geschwindigkeit erhöht werden kann, kann das bearbeitete Formteil P in kurzer Zeit auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden. Daher kann das Sinterprodukt S leicht und in kurzer Zeit hergestellt werden.
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Induktionssinterofen 33 eine vertikal lange Kammer 301, einen in der Kammer 301 untergebrachten hohlzylindrischen Heizbehälter 302, einen unter dem Heizbehälter 302 angeordneten Kühlbehälter 303 und eine unter dem Heizbehälter 302 angeordneten Hebebühne 304.
Eine Induktionsspule 305 ist um die Außenumfangsfläche des Heizbehälters 302 gewickelt, und das Innere des Heizbehälters 302 und das Innere des Kühlbehälters 303 stehen in vertikaler Richtung miteinander in Verbindung. Die Hebebühne 304 kann das bearbeitete Formteil P auf die Höhe des Innenraums des Heizbehälters 302 oder des Innenraums des Kühlbehälters 303 heben oder senken.
Der Induktionssinterofen 33 umfasst auch eine Stromversorgung (nicht dargestellt), die einen Ausgangswert (z. B. einen Leistungswert) und eine Frequenz für die Induktionsspule 305 einstellen kann.
Das bearbeitete Formteil P wird vom Roboterarm 37 auf die Hebebühne 304 gelegt. Wenn das bearbeitete Formteil P erhitzt wird, positioniert die Hebebühne 304 das bearbeitete Formteil P im Heizbehälter 302. Wenn das bearbeitete Formteil P nach dem Sintern (Sinterprodukt S) abgekühlt wird, positioniert die Hebebühne 304 das bearbeitete Formteil P nach dem Sintern im Kühlbehälter 303.
Der Induktionssinterofen 33 umfasst vorzugsweise einen Gaszuführungspfad zum Zuführen eines Inertgases in den Heizbehälter 302 und einen Gasabführungspfad zum Abführen eines Gases an die Außenseite des Heizbehälters 302. In diesem Fall kann der bearbeitete Formteil P unter einer nicht oxidierenden Gasatmosphäre gesintert werden. Beispiele für das Inertgas sind Stickstoffgas und Argon.
Der Induktionssinterofen 33 kann die Temperatur eines Objekts mit hoher Geschwindigkeit erhöhen und die Temperatur des bearbeiteten Formteils P in kurzer Zeit auf eine vorgegebene Temperatur anheben. Dies hat den Vorteil, dass das Sinterprodukt S in kürzerer Zeit hergestellt werden kann als beispielsweise in einem Endlosband-Sinterofen.
Da der Induktionssinterofen 33 eine hohe Aufheizgeschwindigkeit aufweist, hat er auch den Vorteil, dass ein kleinerer Einbauraum ausreicht als z. B. ein Endlosband-Sinterofen. Im Falle des induktionsbeheizten Sinterofens 33 kann beispielsweise eine relativ kleine Kammer 301 (z. B. 1,5 m × 1,5 m) gewählt werden.
Der Induktionssinterofen 33 benötigt eine kurze Zeit zum Sintern des bearbeiteten Formteils P, und es ist nicht notwendig, die Temperatur des Sinterofens 33 zu halten, während das bearbeitete Formteil P nicht gesintert wird. Dies hat auch den Vorteil, dass mehr Energie eingespart werden kann als z. B. bei einem Endlosband-Sinterofen.
Im Sinterschritt P3 werden nacheinander ein Aufheizprozess, ein Sinterprozess und ein Abkühlprozess durchlaufen. Nachfolgend wird ein Temperaturverlauf beschrieben, der vorzugsweise bei Verwendung des Induktionssinterofens 33 erfolgt.
(Aufheizprozess)
Beim Aufheizprozess wird die Temperatur des bearbeiteten Formteils P so gesteuert, dass alle der folgenden Bedingungen (I) bis (III) erfüllt sind. Ein Punkt A1 liegt bei etwa 738 °C und ein Punkt A3 bei etwa 910 °C.

(I) Die Temperatur wird erhöht, ohne dass sie in einem Temperaturbereich von dem Punkt A1 oder höher bis niedriger als die Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P in einem Phasendiagramm des Fe-C-Systems gehalten wird.
(II) Die Aufheizgeschwindigkeit im Temperaturbereich von Punkt A1 bis Punkt A3 im Phasendiagramm des Fe-C-Systems wird auf 12°C/s oder mehr eingestellt.
(III) Die Aufheizgeschwindigkeit vom Punkt A3 bis zur Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P im Phasendiagramm des Fe-C-Systems wird auf 4°C/s oder mehr eingestellt.

Wenn die Temperatur so gesteuert wird, dass die Bedingungen (I) bis (III) erfüllt sind, sind auch die folgenden Bedingungen (i) bis (iii) erfüllt. Dies liegt daran, dass zwischen den Bedingungen (I) bis (III) und den Bedingungen (i) bis (iii) eine wesentliche Korrelation besteht.
Das heißt, wenn die Bedingungen (i) bis (iii) erfüllt sind, wird die Temperatur so geregelt, dass die Bedingungen (I) bis (III) erfüllt sind.

(i) Eine atmosphärische Temperatur wird erhöht, ohne in einem atmosphärischen Temperaturbereich gehalten zu werden, der dem Punkt A1 oder höher bis niedriger als die Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P im Phasendiagramm des Fe-C-Systems entspricht.
(ii) Die Aufheizgeschwindigkeit in einem atmosphärischen Temperaturbereich, der dem Punkt A1 bis zum Punkt A3 im Phasendiagramm des Fe-C-Systems entspricht, wird auf 12°C/s oder mehr eingestellt.
(iii) Die Aufheizgeschwindigkeit in einem atmosphärischen Temperaturbereich, der dem Punkt A3 bis zur Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P im Phasendiagramm des Fe-C-Systems entspricht, wird auf 4°C/s oder mehr eingestellt.

Die atmosphärische Temperatur ist eine atmosphärische Temperatur im Heizbehälter 302 und ist eine Temperatur, die mit einem Thermoelement (Durchmesser φ 3,5 mm) gemessen wird, das in einem Abstand von 8,5 mm von dem bearbeiteten Formteil P angeordnet ist.
Da die Atmosphäre im Heizbehälter 302 durch die Wärme des bearbeiteten Formteils P, das induktiv erwärmt wurde, erwärmt wird, ist die atmosphärische Temperatur oft etwas niedriger als die Temperatur des bearbeiteten Formteils P selbst, das induktiv erwärmt wurde. Die dem Punkt A1 entsprechende atmosphärische Temperatur ist beispielsweise die atmosphärische Temperatur, wenn die Temperatur des bearbeiteten Formteils P den Punkt A1 erreicht, und ist oft niedriger als oder gleich dem Punkt A1. Das Gleiche gilt für die atmosphärische Temperatur, die dem Punkt A3 entspricht, und die atmosphärische Temperatur, die der Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P entspricht.
Wenn alle Bedingungen (I) bis (III) erfüllt sind (d.h. alle Bedingungen (i) bis (iii)), kann das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit hergestellt werden. Der Grund dafür ist wie folgt:

Obwohl es wahrscheinlich ist, dass C im Temperaturbereich der Bedingung (I) in Fe diffundiert, wird die Diffusion von C in Fe unterdrückt, wenn die Temperatur nicht in diesem Temperaturbereich gehalten und die Aufheizgeschwindigkeit auf eine hohe Rate eingestellt wird, wie bei den Bedingungen (II) und (III).

Dann bleiben z. B. C-Teilchen, die an Fe-Teilchen angrenzen, als feste Phase bestehen, und benachbarte Grenzflächen zwischen den Fe-Teilchen und den C-Teilchen und dergleichen werden zu einer C-reichen Phase (manchmal ist nur C vorhanden).
Wenn eine C-reiche Phase auf der Fe-Oberfläche verbleibt, entsteht bei der Sintertemperatur eine flüssige Phase aus Fe-C. Wie aus dem Phasendiagramm des Fe-C-Systems ersichtlich ist, wird das Material des Fe-C-Systems bei 1153°C oder höher zu einer flüssigen Phase, wenn C etwa 0,2 Massen-% oder mehr beträgt. Daher wird die C-reiche Phase zu einer flüssigen Phase, wenn das bearbeitete Formteil P bei einer Temperatur von 1153°C oder höher gesintert wird.
Das heißt, wenn die Temperatur stark erhöht wird, ohne in einem Temperaturbereich gehalten zu werden, in dem C wahrscheinlich in Fe diffundiert, wird wahrscheinlich eine flüssige Phase von Fe-C erzeugt. Die flüssige Fe-C-Phase macht die Ecken der zwischen den Teilchen gebildeten Poren rund und verringert die spitzwinkligen Bereiche der Poren, die eine Abnahme der Festigkeit verursachen (Entstehungsbereich von Brüchen). Infolgedessen kann die Festigkeit des Sinterprodukts S, insbesondere die radiale Bruchfestigkeit, erhöht werden.
Die Aufheizgeschwindigkeit kann durch Einstellen der Leistung oder der Frequenz der Stromversorgung des Induktionssinterofens 33 eingestellt werden. Beispiele für die Einstellung der Leistung oder der Frequenz umfassen die Einstellung der Leistung oder der Frequenz, die der Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (11) entspricht.
Die Einstellung der Leistung oder der Frequenz kann vom Temperaturbereich der Bedingung (II) bis zum Temperaturbereich der Bedingung (III) konstant gehalten oder geändert werden, wenn der Temperaturbereich der Bedingung (II) in den Temperaturbereich der Bedingung (III) verschoben wird.
Wenn die Einstellung der Leistung oder der Frequenz vom Temperaturbereich der Bedingung (II) bis zum Temperaturbereich der Bedingung (III) konstant gemacht wird, kann die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (III) erfüllt werden.
Wenn jedoch die Leistung oder die Frequenz konstant gehalten wird, ist die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (III) kleiner als die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (II). Wenn der Temperaturbereich der Bedingung (II) in den Temperaturbereich der Bedingung (III) verschoben wird, kann die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (III) weiter erhöht werden, und schließlich kann die Aufheizgeschwindigkeit annähernd gleich der Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (II) gemacht werden, indem die Einstellung der Leistung oder der Frequenz geändert wird.
Die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (II) ist vorzugsweise so hoch wie möglich, und noch bevorzugter, zum Beispiel, 12,5°C/s oder mehr. Die Obergrenze der Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (II) kann beispielsweise 50°C/s oder weniger und vorzugsweise 15°C/s oder weniger betragen.
Die Aufheizgeschwindigkeit des Zustandes (III) ist vorzugsweise so hoch wie möglich, ähnlich wie beim Zustand (II). Vorzugsweise beträgt sie z.B. 5°C/s oder mehr, und noch bevorzugter 10°C/s oder mehr. Die Obergrenze der Aufheizgeschwindigkeit der Bedingung (III) kann z.B. 50°C/s oder weniger, und noch bevorzugter 15°C/s oder weniger betragen.
Beim Aufheizprozess wird die Temperatur des bearbeiteten Formteils P weiterhin vorzugsweise so gesteuert, dass entweder eine Bedingung (IV) oder eine Bedingung (V) erfüllt wird.

(IV) Eine Temperatur wird nicht in einem Temperaturbereich gehalten, in dem die Temperatur des bearbeiteten Formteils P 410°C oder höher und niedriger als der Punkt A1 im Phasendiagramm des Fe-C-Systems ist, und die Aufheizgeschwindigkeit in diesem Temperaturbereich wird auf 12°C/s oder mehr eingestellt.
(V) Die Temperatur in dem Temperaturbereich, in dem die Temperatur des bearbeiteten Formteils P 410°C oder höher und niedriger als der Punkt A1 im Phasendiagramm des Fe-C-Systems ist, wird für 30 Sekunden oder länger und 90 Sekunden oder kürzer gehalten.

Wird die Temperatur derart gesteuert, dass entweder die Bedingung (IV) oder die Bedingung (V) erfüllt wird, ist eine der folgenden Bedingungen (iv) und (v) erfüllt. Dies liegt daran, dass zwischen den Bedingungen (IV) und (V) und den Bedingungen (iv) und (v) eine wesentliche Korrelation besteht.
Das heißt, wenn eine der Bedingungen (iv) und (v) erfüllt ist, wird die Temperatur so gesteuert, dass eine der Bedingungen (IV) und (V) erfüllt ist.

(iv) Eine atmosphärische Temperatur von 400°C oder mehr und weniger als 700°C wird nicht eingehalten, und die Aufheizgeschwindigkeit in diesem atmosphärischen Temperaturbereich wird auf 12°C/s oder mehr eingestellt.
(v) Eine atmosphärische Temperatur von 400°C oder mehr und weniger als 700°C wird für 30 Sekunden oder länger und 90 Sekunden oder kürzer gehalten.

Wenn die Bedingungen (IV) und (iv) erfüllt sind, kann das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit in kürzerer Zeit hergestellt werden als wenn die Bedingungen (V) und (v) erfüllt sind. Die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingungen (IV) und (iv) kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Leistung oder die Frequenz so eingestellt wird, dass sie mit der Leistung oder der Frequenz übereinstimmt, die die Aufheizgeschwindigkeit der Bedingungen (II) und (ii) erfüllt.
In diesem Fall kann erwähnt werden, dass die Einstellung der Leistung oder Frequenz der Stromversorgung des Induktionssinterofens 33 vom Beginn des Aufheizens bis zum Zeitpunkt des Sinterns immer konstant gehalten wird und eine atmosphärische Temperatur von der atmosphärischen Temperatur zu Beginn des Aufheizens bis zur atmosphärischen Temperatur während des Sinterns nicht gehalten wird. Da die atmosphärische Temperatur während des Sinterns nicht niedriger als die atmosphärische Temperatur gehalten wird, kann das Sinterprodukt S in kurzer Zeit hergestellt werden. Die Aufheizgeschwindigkeit bei der atmosphärischen Temperatur der Bedingungen (IV) und (iv) beträgt ferner vorzugsweise 15°C/s oder mehr und besonders bevorzugt 20°C/s oder mehr.
Wenn die Bedingungen (V) und (v) erfüllt sind, kann das bearbeitete Formteil P gleichmäßiger erwärmt werden als wenn die Bedingungen (IV) und (iv) erfüllt sind. Das heißt, die Bedingungen (V) und (v) sind besonders geeignet, wenn das bearbeitete Formteil P mit einer komplizierten Form gesintert wird.
Auch wenn die Bedingungen (V) und (v) erfüllt sind, kann das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit erhalten werden. Der Temperaturbereich der Bedingung (V) liegt ferner vorzugsweise bei 735°C oder darunter, und besonders bevorzugt bei 700°C oder darunter. Die atmosphärische Temperatur der Bedingung (v) beträgt ferner vorzugsweise 600°C oder weniger, und besonders bevorzugt 500°C oder weniger.
Die Haltezeit zum Halten der atmosphärischen Temperatur der Bedingungen (V) und (v) beträgt ferner vorzugsweise 45 Sekunden oder mehr und 75 Sekunden oder weniger. Die Aufheizgeschwindigkeiten, nachdem die Temperatur der Bedingung (V) oder die atmosphärische Temperatur der Bedingung (v) gehalten wird, werden auf die Aufheizgeschwindigkeiten der Bedingungen (II), der Bedingungen (ii) und (III) und der Bedingung (iii) eingestellt.
(Sinterverfahren)
Die Haltezeit des bearbeiteten Formteils P bei der atmosphärischen Temperatur während des Sinterns (Sintertemperatur) hängt von der atmosphärischen Temperatur (Sintertemperatur) und der Größe des Formteils ab, beträgt aber vorzugsweise z. B. 30 Sekunden oder mehr und 90 Sekunden oder weniger.
Wenn die Haltezeit auf 30 Sekunden oder länger eingestellt ist, kann das bearbeitete Formteil P ausreichend erhitzt werden, so dass das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit leicht hergestellt werden kann. Wenn die Haltezeit auf 90 Sekunden oder kürzer eingestellt ist, ist die Haltezeit kurz, so dass das Sinterprodukt S in kurzer Zeit hergestellt werden kann. Die Haltezeit ist ferner vorzugsweise 90 Sekunden oder kürzer, und besonders bevorzugt 60 Sekunden oder kürzer. Es ist zu beachten, dass es im Falle eines bearbeiteten Formteils P mit einer großen Größe oder ähnlichem sinnvoll sein kann, die Haltezeit auf 90 Sekunden oder länger einzustellen.
Die Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P kann höher oder gleich einer Temperatur sein, bei der die flüssige Phase von Fe-C entsteht, und kann 1153°C oder höher sein. Wenn die Sintertemperatur auf 1153°C oder höher eingestellt ist, wird die flüssige Phase erzeugt und die Ecken der Poren können leicht abgerundet werden, so dass das Sinterprodukt S mit hoher Festigkeit leicht hergestellt werden kann.
Die Sintertemperatur liegt vorzugsweise bei z.B. 1250°C oder darunter. In diesem Fall ist die Temperatur nicht zu hoch und eine übermäßige Bildung der flüssigen Phase kann unterdrückt werden, so dass das Sinterprodukt S mit hoher Abmessungsgenauigkeit leicht hergestellt werden kann. Die Sintertemperatur beträgt ferner vorzugsweise 1153°C oder höher und 1200°C oder niedriger, und besonders bevorzugt 1155°C oder höher und 1185°C oder niedriger.
Die atmosphärische Temperatur während des Sinterns des bearbeiteten Formteils P beträgt vorzugsweise 1135°C oder mehr und weniger als 1250°C. Wenn die Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P 1153°C oder mehr beträgt, beträgt die Lufttemperatur während des Sinterns des bearbeiteten Formteils P 1135°C oder mehr.
Wenn die Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P 1250°C oder weniger beträgt, ist die atmosphärische Temperatur während des Sinterns des bearbeiteten Formteils P niedriger als 1250°C. Die atmosphärische Temperatur während des Sinterns beträgt ferner vorzugsweise 1135°C oder höher und 1185°C oder niedriger, und besonders bevorzugt 1135°C oder höher und niedriger als 1185°C.
(Abkühlungsprozess)
Die Abkühlungsgeschwindigkeit im Abkühlungsprozess des Sinterschritts P3 wird vorzugsweise erhöht. Durch die Erhöhung der Abkühlungsgeschwindigkeit wird auf einfache Weise eine Bainitstruktur und darüber hinaus eine Martensitstruktur gebildet, so dass die Festigkeit des Sinterprodukts S auf einfache Weise erhöht wird.
Die Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 1°C/s oder mehr. Dadurch kann das bearbeitete Formteil P schnell abgekühlt werden. Die Abkühlgeschwindigkeit beträgt ferner vorzugsweise 2°C/s oder mehr und besonders bevorzugt 5°C/s oder mehr. Die Abkühlgeschwindigkeit kann zum Beispiel 200°C/s oder weniger, weiter 100°C/s oder weniger und insbesondere 50°C/s oder weniger betragen.
Ein Temperaturbereich, in dem das bearbeitete Formteil P mit dieser Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt wird, kann auf einen Temperaturbereich vom Beginn der Abkühlung (Sintertemperatur des bearbeiteten Formteils P) bis zum Ende der Abkühlung (z.B. etwa 200°C) eingestellt werden. Besonders bevorzugt wird der Temperaturbereich auf einen Temperaturbereich (atmosphärischen Temperaturbereich) von der Temperatur des bearbeiteten Formteils P (atmosphärischen Temperatur) von 750°C (700°C) bis 230°C (200°C) eingestellt.
Beispiele für den Abkühlungsprozess sind das Aufsprühen eines Kühlgases auf das Sinterprodukt S. Beispiele für die Art des Kühlgases sind Inertgase wie Stickstoffgas und Argon. Aufgrund der schnellen Abkühlung kann der anschließende Wärmebehandlungsschritt entfallen.
[Gerät für den Inspektionsschritt P5]
7 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für eine Prüfvorrichtung 35 zeigt, die im Prüfschritt P5 verwendet wird.
Wie in 7 dargestellt, umfasst die im Prüfschritt P5 verwendete Prüfvorrichtung 35 eine erste und ein zweite Sensorvorrichtung 501, 502 und eine mit jedem der Sensorvorrichtungen 501, 502 kommunizierend verbundenes Computervorrichtung 503.
Die Computervorrichtung 503 ist zum Beispiel ein Desktop-Computer (PC). Der Typ der Computervorrichtung 503 ist nicht besonders begrenzt. Der Typ der Computervorrichtung 503 kann z. B. ein Notebook oder ein Tablet sein.
Die Computervorrichtung 503 umfasst: einen Informationsprozessor mit einer CPU und einem flüchtigen Speicher; eine Speichervorrichtung mit einem nichtflüchtigen Speicher, der so konfiguriert ist, dass er ein von der CPU auszuführendes Computerprogramm und für die Ausführung erforderliche Daten speichert; und dergleichen. Die Computervorrichtung 2 umfasst auch eine Eingabevorrichtung und eine Anzeige.
Die CPU liest das Computerprogramm in den flüchtigen Speicher ein, um das Computerprogramm auszuführen, wodurch die Computervorrichtung 503 als ein vorbestimmter Controller funktioniert.
Die erste Sensorvorrichtung 501 umfasst zum Beispiel einen berührungslosen 3D-Scanner. Der 3D-Scanner kann der oben erwähnte 3D-Scanner mit strukturiertem Licht 1 (siehe 2) oder ein 3D-Laserlicht-Scanner sein.
Die erste Sensorvorrichtung 501 tastet die Sinterprodukte S, die dem Endbearbeitungsschritt P4 unterzogen wurden, einzeln ab, um dreidimensionale CAD-Daten zu erzeugen, und überträgt die erzeugten Daten an die Computervorrichtung 503.
Die zweite Sensorvorrichtung 502 umfasst beispielsweise eine Digitalkamera, die in der Lage ist, ein digitales Bild zu erfassen. Die zweite Sensorvorrichtung 502 fotografiert die Sinterprodukte S, die dem Endbearbeitungsschritt P4 unterzogen wurden, einzeln, um Bilddaten zu erzeugen, und überträgt die erzeugten Bilddaten an die Computervorrichtung 503.
Die Computervorrichtung 503 speichert dreidimensionale CAD-Daten des aktuellen Produkts C. Bei diesen Daten handelt es sich beispielsweise um die von der Computervorrichtung 2 aus Schritt 2 empfangenen Daten oder um die in der Computervorrichtung 503 über ein Aufzeichnungsmedium wie einen USB-Speicher gespeicherten Daten.
Die Computervorrichtung 503 berechnet einen Abmessungsfehler zwischen dem Sinterprodukt S und dem aktuellen Produkt C auf der Grundlage der dreidimensionalen CAD-Daten des Sinterprodukts S und der dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C. Auf der Grundlage des berechneten Abmessungsfehlers bestimmt die Computervorrichtung 503, ob das Sinterprodukt S die Prüfung besteht oder nicht. Insbesondere wird das Sinterprodukt S, das einen Abmessungsfehler von einem vorbestimmten Wert oder weniger aufweist, als akzeptabel bestimmt, und das Sinterprodukt S, das einen Abmessungsfehler aufweist, der den vorbestimmten Wert überschreitet, wird als inakzeptabel (mangelhaft) eingestuft.
Darüber hinaus überträgt die Computervorrichtung 503 die dreidimensionalen CAD-Daten des Sinterprodukts S, die als akzeptabel befunden wurden, an die in Schritt 4 verwendete Computervorrichtung 4.
Die Computervorrichtung 503 bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Risses oder eines Kratzers auf der Oberfläche auf der Grundlage der von der zweiten Sensorvorrichtung 502 erfassten Bilddaten und stellt fest, dass das Sinterprodukt S mit einem Riss oder einem Kratzer inakzeptabel (fehlerhaft) ist. Das Sinterprodukt S, das einen Riss oder einen Kratzer aufweist, wird als fehlerhaftes Produkt ausgeschlossen.
Die Bestimmungsverarbeitung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem bestimmt wird, ob ein Teilbild, das durch Unterteilung der Bilddaten in ein Gittermuster erhalten wird, etwas enthält, das in den Zielereignissen enthalten ist, wie z. B. ein Kratzer, die in den durch maschinelles Lernen erhaltenen Klassifizierungsmodellen enthalten sind (siehe japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2018 -81629).
[Auswirkungen der Herstellungsanlage der vorliegenden Ausführungsform]
Gemäß der Fertigungsanlage 3 der vorliegenden Ausführungsform wird der Pulverpressling M, der eine einfache Form und eine hohe Dichte aufweist, durch einachsiges Pressen hergestellt, der Pulverpressling M wird durch die Roboterbearbeitungsvorrichtung 32, die einen hohen Freiheitsgrad bei der Verarbeitung aufweist, verarbeitet, um das bearbeitete Formteil P herzustellen, und das bearbeitete Formteil P wird gesintert, um das Sinterprodukt S herzustellen.
So kann das Sinterprodukt S mit hoher Präzision hergestellt werden, ohne dass eine Form mit komplizierter Form verwendet wird, deren Herstellung mehrere Monate dauert. Dadurch kann der Liefertermin für das Sintererzeugnis S verkürzt werden.
Gemäß der Herstellungsanlage 3 der vorliegenden Ausführungsform wird der Induktionssinterofen 33, der das Sinterprodukt S in kürzerer Zeit als ein endlosband-Sinterofen herstellen kann, eingesetzt, so dass der Liefertermin des Sinterprodukts S auch in dieser Hinsicht verkürzt werden kann.
Gemäß dem Fertigungssystem der vorliegenden Ausführungsform werden die Roboterbearbeitungsvorrichtung 32, die einen geringeren Bauraum als ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum benötigt, und der Induktionssinterofen 33, der einen geringeren Bauraum als ein Endlosband-Sinterofen benötigt, übernommen, so dass auch der Vorteil besteht, dass die Fertigungsanlage 3 kompakt gestaltet werden kann.
[In Schritt 4 verwendete Vorrichtung]
8 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel für eine in Schritt 4 verwendete Vorrichtung zeigt.
Wie in 8 dargestellt, umfasst die in Schritt 4 verwendete Vorrichtung die Computervorrichtung 4. Die Computervorrichtung 2 ist z. B. ein Desktop-Computer (PC). Der Typ der Computervorrichtung 2 ist nicht besonders begrenzt. Der Typ der Computervorrichtung 2 kann z. B. ein Notebook oder ein Tablet sein.
Die Computervorrichtung 4 umfasst: einen Informationsprozessor mit einer CPU und einem flüchtigen Speicher; eine Speichervorrichtung mit einem nichtflüchtigen Speicher, der so konfiguriert ist, dass er ein von der CPU auszuführendes Computerprogramm und für die Ausführung erforderliche Daten speichert; und dergleichen. Die Computervorrichtung 2 umfasst auch eine Eingabevorrichtung und eine Anzeige.
Die CPU liest das Computerprogramm in den flüchtigen Speicher ein, um das Computerprogramm auszuführen, wodurch die Computervorrichtung 4 als eine vorbestimmte Steuerung dient.
In der Computervorrichtung 4 ist eine CAD/CAT-Software installiert. Die CAD/CAT-Software ist eine Software, die eine Vergleichsverarbeitung zwischen den dreidimensionalen CAD-Daten eines Bestimmungsziels (hier das Sinterprodukt S, das die Inspektion im Prüfschritt P5 bestanden hat) und den Konstruktionsdaten (dreidimensionale CAD-Daten des aktuellen Produkts C), die als Referenz für die Form des Sinterprodukts S dienen, in Übereinstimmung mit einer Benutzereingabe in die grafische Benutzeroberfläche der Computervorrichtung 4 durchführt.
Die Computervorrichtung 4 empfängt die dreidimensionalen CAD-Daten einer Vielzahl der Sinterprodukte S von der Computervorrichtung 503 des Prüfschritts P5.
Die Computervorrichtung 4 speichert die dreidimensionalen CAD-Daten des aktuellen Produkts C. Bei diesen Daten handelt es sich beispielsweise um die von der Computervorrichtung 2 aus Schritt 2 empfangenen Daten, die von der Computervorrichtung 503 aus dem Prüfschritt P5 empfangenen Daten oder die in der Computervorrichtung 4 über ein Aufzeichnungsmedium wie einen USB-Speicher gespeicherten Daten.
Auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs der 3D-Daten einer Vielzahl von Sinterprodukten C mit den 3D-Daten des aktuellen Produkts C bestimmt die Computervorrichtung 4, ob eine statistisch dominante Anzahl von übermäßig geschnittenen oder unzureichend geschnittenen Abschnitten festgestellt wurde oder nicht.
Wenn die übermäßig geschnittenen oder unzureichend geschnittenen Abschnitte erkannt werden, erzeugt die Computervorrichtung 4 ein korrigiertes Programm (z. B. ein NC-Programm) des Bearbeitungsprogramms. Das korrigierte Programm enthält beispielsweise einen Bedienungscode zur Erhöhung der Schnitttiefe eines zu stark geschnittenen Abschnitts oder einen Bedienungscode zur Erhöhung der Schnitttiefe eines unzureichend geschnittenen Abschnitts.
Die Computervorrichtung 4 überträgt das erzeugte korrigierte Programm an die Bearbeitungsvorrichtung 32, das im Bearbeitungsschritt P2 aus Schritt 3 verwendet wird. Infolgedessen verarbeitet die Formteil-Bearbeitungsvorrichtung 32, die das korrigierte Programm erhalten hat, den Pulverpressling M mit der korrigierten Schnitttiefe.
Es ist zu beachten, dass die Computervorrichtung 4 das korrigierte Programm an die Computervorrichtung 2 aus Schritt 2 übertragen kann (siehe 2). In diesem Fall kann die Computervorrichtung 2 aus Schritt 2 das empfangene korrigierte Programm an die Bearbeitungsvorrichtung 32 weiterleiten.
[Erste Modifikation: Modifikation der in Schritt 3 verwendeten Vorrichtung]
Die in der Formgebungsstufe P1 aus Schritt 3 verwendete Formvorrichtung 31 kann eine Pressformvorrichtung sein, die so konfiguriert ist, dass sie den Pulverpressling M formt, dessen Gesamtheit eine relative Durchschnittsdichte von weniger als 93 % aufweist.
Die Bearbeitungsvorrichtung 32, die im Bearbeitungsschritt P2 aus Schritt 3 verwendet wird, kann eine Roboterbearbeitungsvorrichtung sein, die nur den ersten Roboter 201 enthält. In diesem Fall führt der erste Roboter 201 eine vorbestimmte Bearbeitung des auf einem Einspanntisch liegenden Pulverpresslings M durch.
Die Bearbeitungsvorrichtung 32, die in dem Bearbeitungsschritt P2 aus Schritt 3 verwendet wird, kann eine Roboterbearbeitungsvorrichtung sein, die eine Vielzahl des ersten und/oder des zweiten Roboters 201, 202 umfasst. Das heißt, es können mehrere erste und zweite Roboter 201, 202 verwendet werden.
Die Bearbeitungsvorrichtung 32, die im Bearbeitungsschritt P2 aus Schritt 3 verwendet wird, kann eine Bearbeitungsvorrichtung sein, die anstelle der Knickarmroboter 201, 202 ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum einsetzt.
Die im Sinterschritt P3 aus Schritt 3 verwendete Sintervorrichtung 33 kann anstelle des Induktionssinterofens ein endlosband-Sinterofen sein.
Der Prüfschritt P5 aus Schritt 3 ist nicht auf den Fall beschränkt, dass die Inspektion vollautomatisch mit Hilfe der Prüfvorrichtung 35 durchgeführt wird, und die Überprüfung kann ganz oder teilweise von einem Menschen durchgeführt werden.
Der Prüfschritt P5 aus Schritt 3 kann eine Korrektur des Verarbeitungsprogramms in Schritt 4 beinhalten. Das heißt, die arithmetische Verarbeitung und die Kommunikationsverarbeitung, die von der Computervorrichtung 4 aus Schritt 4 auszuführen sind, können von der Computervorrichtung 503 aus Prüfschritt P5 ausgeführt werden. In diesem Fall ist die Computervorrichtung 4 aus Schritt 4 nicht erforderlich.
[Zweite Modifikation: Bewegliches Fertigungssystem]
9 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die ein Beispiel für ein bewegliches Fertigungssystem zeigt.
Wie in 9 gezeigt, umfasst ein Fertigungssystem gemäß einer zweiten Modifikation eine bewegliche Vorrichtung 601, die auf einer Straße fahren kann, und vorbestimmte Lagerelemente, die in einem Lager 602 der beweglichen Vorrichtung 601 gelagert werden. Die vorbestimmten Lagerelemente sind Bestandteile, die für die Herstellung des Sinterprodukts S erforderlich sind.
Wie in 9 dargestellt, umfasst die bewegliche Vorrichtung 601 beispielsweise einen großen Lastwagen, und das Lager 602 umfasst einen Container, der auf der Ladefläche des großen Lastwagens befestigt ist.
In dem in 9 dargestellten Fertigungssystem umfassen die vorbestimmten Lagerelemente den in Schritt 1 verwendeten 3D-Scanner 1, die in Schritt 2 verwendete Computervorrichtung 2, die im Bearbeitungsschritt P2 aus Schritt 3 verwendete Roboterbearbeitungsvorrichtung 32 und den im Sinterschritt P3 aus Schritt 3 verwendeten Induktionssinterofen 33.
Gemäß der zweiten Modifikation werden die vorbestimmten Lagerelemente in das Lager 602 der beweglichen Vorrichtung 601 gelegt, so dass das Sinterprodukt S durch die folgenden Verfahren hergestellt werden kann. So kann das dem aktuellen Produkt C folgende Sinterprodukt S (Muster) dem Kunden in kurzer Zeit (z.B. mehrere Stunden) zur Verfügung gestellt werden.

Verfahren 1: Fahren der beweglichen Vorrichtung 601 zu einem Punkt in der Nähe des Kundenstandorts, um die im Lager 602 abgelegten vorbestimmten Lagerelemente zu dem nahegelegenen Punkt zu transportieren.
Verfahren 2: Erhalten des aktuellen Produkts C, das von den Kunden ausgeliehen wird.
Verfahren 3: Ausführen der Schritte 1 bis 3, um das Sinterprodukt S in Anlehnung an das aktuelle Produkt C vor Ort herzustellen.
Verfahren 4: Übergabe des hergestellten Sinterprodukts S (Muster) an den Kunden.

Es sollte beachtet werden, dass bei der Herstellung des Sinterprodukts C in Verfahren 3 der Pulverpressling M, der von der Roboterbearbeitungsvorrichtung 32 verarbeitet werden soll, im Voraus im Werk des Herstellers hergestellt und auf die bewegliche Vorrichtung 601 geladen werden kann.
Gemäß der zweiten Modifikation kann der 3D-Scanner 1 von den vorgegebenen Lagerelementen ausgeschlossen werden. In diesem Fall können die von dem 3D-Scanner 1 außerhalb des Fahrzeugs erzeugten 3D-Daten an die Computervorrichtung 2 im Fahrzeug übertragen werden. Die 3D-Daten des aktuellen Produkts C, die vom Kunden oder ähnlichem erworben wurden, können an die Computervorrichtung 2 innerhalb des Fahrzeugs übertragen werden.
Gemäß der zweiten Modifikation kann die Computervorrichtung 2 von den vorgegebenen Lagerelementen ausgeschlossen werden. In diesem Fall kann die Computervorrichtung 2 außerhalb des Fahrzeugs das Bearbeitungsprogramm für das Formteil aus den 3D-Daten des aktuellen Produkts C erstellen und das erstellte Programm an die Roboterbearbeitungsvorrichtung 32 innerhalb des Fahrzeugs übertragen.
Gemäß der zweiten Modifikation kann die im Formschritt P1 aus Schritt 3 verwendete Formvorrichtung 31 in den vorbestimmten Lagerelementen enthalten sein. In diesem Fall kann der Pulverpressling M auch vor Ort geformt werden.
Gemäß der zweiten Modifikation kann die Vorrichtung (Poliervorrichtung o.ä.), die im Endbearbeitungsschritt P4 aus Schritt 3 verwendet wird, in den vorbestimmten Lagerelementen enthalten sein. In diesem Fall kann das Sinterprodukt S auch vor Ort fertiggestellt werden.
Gemäß der zweiten Modifikation kann die im Prüfschritt P5 aus Schritt 3 verwendete Prüfvorrichtung 35 in den vorbestimmten Lagerelementen enthalten sein. In diesem Fall können Inspektionen, wie z.B. die Feststellung, ob das Sinterprodukt S die Überprüfung besteht oder nicht, auch vor Ort durchgeführt werden.
Gemäß der zweiten Modifikation kann die in Schritt 4 verwendete Vorrichtung (Computervorrichtung 4) in den vorgegebenen Lagerelementen enthalten sein. In diesem Fall kann die Korrektur des Verarbeitungsprogramms in Schritt 4 auch vor Ort durchgeführt werden.
[Weitere]
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen (einschließlich der Modifikationen) sind in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend zu verstehen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert, nicht durch die obige Beschreibung, und soll alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs entsprechend den Ansprüchen umfassen.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen (einschließlich der Modifikationen) ist das Zielprodukt, das als Referenz für die Form des Sinterprodukts S dient, beispielsweise nicht auf das bestehende aktuelle Produkt C beschränkt, sondern kann ein in Planung befindlicher Artikel sein, der noch nicht vermarktet wurde.
Bezugszeichenliste

1:: Dreidimensionale Formmessmaschine (3d-Scanner, Erfassungseinheit)
2:: Computervorrichtung (Erfassungseinheit)
3:: Fertigungsanlage (Fertigungsstraße)
4:: Computervorrichtungen
31:: Formvorrichtung (Formungseinheit)
32:: Bearbeitungsvorrichtungen (Formteil-Bearbeitungsvorrichtung, Roboterbearbeitungsvorrichtung)
33:: Sintervorrichtung (Induktionssinterofen)
35:: Prüfvorrichtung
36:: Fördereinheit
37:: Roboterarm
101:: Basisplatte
102:: Säule
103:: Deckenrahmen
104:: Obere Platte
105:: Hydraulikzylindermechanismus (Unterseite)
106:: Stempelset (Unterseite)
107:: Hydraulikzylindermechanismus (Oberseite)
108:: Stempelset (Oberseite)
109:: Oberer Zylinder
110:: Verbindungsmechanismus
111:: Matrize
112:: Kernstab
113:: Außenstemple
114:: Innenstempel
114:: Unterer Stempel
115:: Oberer Stempel
116:: Rohmaterialpulver
201:: Knickarmroboter (Erster Roboter)
201:: Knickarmroboter (Zweiter Roboter)
203:: Steuerung
204:: Werkzeug
205:: Greifeinheit
206:: Greifeinheit
207:: Erste Kommunikationseinheit
208:: Zweite Kommunikationseinheit
209:: Steuereinheit
210:: Speichereinheit
301:: Kammer
302:: Heizbehälter
303:: Kühlbehälter
304:: Hebebühne
305:: Induktionsspule
501:: Erste Sensorvorrichtung (3d-Scanner)
502:: Zweite Sensorvorrichtung (Digitalkamera)
503:: Computervorrichtung
601:: Bewegliche Vorrichtung
602:: Lager
C:: Aktuelles Produkt (Zielprodukt)
M:: Pulverpressling
P:: Verarbeiteter Formteil
S:: Sinterprodukt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/175772 A [0003]
JP 2016113657 [0088]
JP 2016113658 [0088]

Claims

System zur Herstellung eines Sinterprodukts, umfassend: eine Formvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um einen Pulverpressling herzustellen, der insgesamt oder teilweise eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist; eine Roboterbearbeitungsvorrichtung mit einem Knickarmroboter, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und einen Induktionssinterofen, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 1, das ferner eine Erfassungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie 3D-Daten eines Zielprodukts erfasst, das als Referenz für eine Form dient.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 2, das ferner eine Prüfvorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts eine Prüfung der Abmessungsgenauigkeit des Sinterprodukts und/oder des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers durchführt.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, das ferner eine Computervorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts ein Verarbeitungsprogramm zur Steuerung des Betriebs der Roboterbearbeitungsvorrichtung erstellt, wobei die Roboterbearbeitungsvorrichtung das bearbeitete Formteil auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms herstellt.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Roboterbearbeitungsvorrichtung eine Vielzahl von Knickarmrobotern umfasst, und die Vielzahl der Knickarmroboter einen ersten Roboter, der so konfiguriert ist, dass er ein Werkzeug zur Bearbeitung des Pulverpresslings hält, und einen zweiten Roboter, der so konfiguriert ist, dass er den Pulverpressling hält, umfasst.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts, umfassend: eine Bearbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Pulverpressling nach 3D-Daten eines Zielprodukts, das als Referenz für eine Form dient, bearbeitet, um ein bearbeitetes Formteil herzustellen; und eine Sintervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das bearbeitete Formteil sintert, um ein Sinterprodukt herzustellen.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 6, das ferner einen 3D-Scanner umfasst, der so konfiguriert ist, dass er 3D-Daten des Zielprodukts berührungslos erfasst.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei: die Bearbeitungsvorrichtung eine Roboterbearbeitungsvorrichtung mit einem Knickarmroboter ist; und das Fertigungssystem ferner eine Computervorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts ein Verarbeitungsprogramm zur Steuerung des Betriebs der Roboterbearbeitungsvorrichtung erstellt.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner eine Prüfvorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der 3D-Daten des Zielprodukts eine Prüfung der Abmessungsgenauigkeit des Sinterprodukts und/oder des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers durchführt.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das ferner eine Formvorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, einachsig presst, um den Pulverpressling herzustellen, dessen Gesamtheit oder Teil davon eine relative Dichte von 93 % oder mehr aufweist.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Sintervorrichtung ein Induktionssinterofen ist, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 6, das ferner eine bewegliche Vorrichtung umfasst, die auf einer Fertigungsstraße verfahren werden kann, wobei: die Bearbeitungsvorrichtung eine Roboterbearbeitungsvorrichtung mit einem Knickarmroboter ist; die Sintervorrichtung ein Induktionssinterofen ist, der so konfiguriert ist, dass er das bearbeitete Formteil durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung sintert; und zu den Geräten, die auf der beweglichen Vorrichtung montierbar sind, gehören der Bearbeitungsroboter und der Induktionssinterofen.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach Anspruch 12, wobei die an der beweglichen Vorrichtung zu montierenden Geräte einen 3D-Scanner umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die 3D-Daten des Zielprodukts berührungslos erfasst.
System zur Herstellung eines Sinterprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der gesamte oder ein Teil des Pulverpresslings eine relative Dichte von 96 % oder mehr aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Sinterprodukts, wobei das Sinterprodukt unter Verwendung des Fertigungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wird.