JP2012200946A - Extrusion molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、棒状や筒状などの成形体の成形に用いられる押出成形機に関する。 The present invention relates to an extrusion molding machine used for molding a molded body such as a rod or cylinder.
従来から、棒状や筒状のように断面が同形状の連続した成形体を得るための成形方法として、押出成形法が用いられ、装置としては、スクリュー間に真空室を有する押出成形機が用いられている。この押出成形機において、原料中に気体が含まれていると、得られた成形体に気体が気泡として残留することとなり、この残留する気泡が存在する成形体を焼成したときには、割れや亀裂が生じたり、得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするため、真空室に接続された真空ポンプで真空室内を減圧することによって、原料中に含まれる気体を除去する、いわゆる脱気が行なわれている。 Conventionally, an extrusion molding method has been used as a molding method for obtaining a continuous molded body having the same cross-section, such as a rod or cylinder, and an extrusion molding machine having a vacuum chamber between screws has been used as the apparatus. It has been. In this extrusion molding machine, if gas is contained in the raw material, the gas remains in the resulting molded body as bubbles, and when the molded body in which the remaining bubbles are present is fired, cracks and cracks are generated. This may cause defects such as pinholes in the obtained sintered body. Therefore, the vacuum chamber is decompressed with a vacuum pump connected to the vacuum chamber, so that the gas contained in the raw material is removed. Qi is done.
しかしながら、単に真空室内を減圧するだけでは、脱気が不十分であることから、真空室の前方に貫通孔を有する板を設置して、貫通孔を通過させることにより、原料の流れ方向に原料を分割して真空室に送って脱気することが行なわれており、例えば、特許文献1に記載された押出成形機では、真空室前方に異なる径の貫通孔を有する2枚の整流板を設置することにより、成形体中に残留する気泡を少なくすることが記載されている。 However, simply depressurizing the inside of the vacuum chamber is insufficient for degassing. Therefore, by installing a plate having a through hole in front of the vacuum chamber and passing the through hole, the raw material is flowed in the direction of the raw material. For example, in an extrusion molding machine described in Patent Document 1, two rectifying plates having through holes with different diameters are provided in front of the vacuum chamber. It is described that the installation reduces the bubbles remaining in the molded body.
しかしながら、特許文献1に記載の押出成形機のように、真空室前方において、整流板の貫通孔を通過させることによって原料の流れ方向に原料を分割する方法では、まだ脱気が十分ではなかった。 However, in the method of dividing the raw material in the flow direction of the raw material by passing the through hole of the baffle plate in the front of the vacuum chamber as in the extrusion molding machine described in Patent Document 1, deaeration is not yet sufficient. .
また、上記問題を解消するために、原料をより細く原料の流れ方向に分割しようと整流板の貫通孔の孔径を小さくすれば、原料を押し出すときに掛かる抵抗が増大することとなり、整流板がこの抵抗に耐えきれずに壊れるという他の問題が生じる。また、この抵抗が増大しないように、バインダ量を増やして原料の粘度を下げれば、成形後の成形体の保形性が低下したり、成形体の乾燥時やその後の焼成時の変形が大きくなったりするという、さらに他の問題が生じる。 In addition, in order to solve the above problem, if the hole diameter of the through-hole of the rectifying plate is made small so as to divide the raw material in the direction of flow of the raw material, the resistance applied when extruding the raw material increases, Another problem arises that it cannot withstand this resistance and breaks. In addition, if the amount of the binder is increased to reduce the viscosity of the raw material so as not to increase this resistance, the shape retention of the molded body after molding is reduced, or the molded body is greatly deformed during drying or subsequent firing. Yet another problem arises.
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、真空室内において原料を十分に脱気することにより、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる押出成形機を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above problems, and provides an extrusion molding machine capable of obtaining a molded body with few remaining bubbles by sufficiently degassing a raw material in a vacuum chamber. With the goal.
本発明の押出成形機は、原料を混練して押し出すスクリュー間に真空室を有する押出成形機であって、前記原料の流れ方向に交差して前記原料を細断する細断治具が前記真空室前方に設けられていることを特徴とするものである。 The extrusion molding machine of the present invention is an extrusion molding machine having a vacuum chamber between screws that knead and extrude the raw material, and a shredding jig that cuts the raw material across the flow direction of the raw material is the vacuum. It is provided in the front of the room.
本発明の押出成形機によれば、原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具が真空室前方に設けられていることにより、原料が細断されることで真空室内において原料を
十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる。
According to the extrusion molding machine of the present invention, the shredding jig that shreds the raw material intersecting the flow direction of the raw material is provided in front of the vacuum chamber, so that the raw material is shredded in the vacuum chamber. Since the raw material can be sufficiently degassed, a molded body with few remaining bubbles can be obtained.
以下、本実施形態の押出成形機の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the extrusion molding machine of this embodiment will be described.
図1は、本実施形態の押出成形機の一例を示す概略断面図である。図1に示す例の押出成形機1は、上段と下段にそれぞれ原料を混練して押し出す上段スクリュー4および下段スクリュー8を有し、これらの間に真空室6を有するものである。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an extrusion molding machine according to the present embodiment. The extrusion molding machine 1 of the example shown in FIG. 1 has the
そして、上段バレル部3の一部に原料の投入口2が開口している。また、上段バレル部3内には、シャフト4aおよび羽根4bからなる上段スクリュー4を並列に2本(図1においては紙面に垂直な方向に2本が重なっている。)有している。そして、下段バレル部7内には、シャフト8aおよび羽根8bからなる下段スクリュー8を有しており、下段バレル部7の出口側には、金型9が接続されている。
A
なお、上段スクリュー4は、上段軸受け10に両側で接続固定され、下段スクリュー8は下段軸受け11に片側支持で接続固定され、上段スクリュー4および下段スクリュー8は図示しない動力源に接続されている。また、上段スクリュー4と下段スクリュー8との間に真空室6を有しており、真空室6には、真空室6内を減圧するための図示しない真空ポンプが接続されている。
The
そして、本実施形態において、真空室6の前方に原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具5が設けられていることが重要である。なお、図1では、細断治具5を上段スクリュー4のシャフト4aに設けた例を示しているが、これに限るものではなく、上段スクリュー4において真空室6側の羽根4bに細断治具5が設けられるものであってもよい。さらに、細断治具5を設ける箇所としては、上段スクリュー4のシャフト4aまたは羽根4bに限らず、上段スクリュー4と下段スクリュー8との間の真空室6の前方に設けられているものであればよいので、例えば、図1において、原料の流れで上段スクリュー4の下流側に当たる、上段バレル3と上段軸受け10との間に、他の動力源を用いて駆動する細断治具5を設けてもよい。しかしながら、他の動力源を必要とすることなく、真空室6の前方において、原料の流れ方向に交差して原料を細断することができる点で、細断治具5が上段スクリュー4に設けられていることが好ましい。なお、以下の説明において、上段スクリュー4のシャフト4aに細断治具5を設ける際、簡易的に上段スクリュー4に細断治具5を設けると記載する。
In the present embodiment, it is important that a
次に、図1に示す例の本実施形態の押出成形機1を用いた成形体の成形手順を説明する。まず、粉体とバインダと水とを混合し、混練して粘土状の原料とする。そして、この原料を押出成形機1の投入口2より投入し、上段バレル部3内に並列に2本設置された上段スクリュー4同士の間に原料を巻き込むように2本の上段スクリュー4を互いに逆回転させることによって、投入された原料は、羽根4bと上段バレル部3の内壁との間隙を通りながら混練されて押し進められる。
Next, the molding procedure of the molded body using the extrusion molding machine 1 of the embodiment of the example shown in FIG. 1 will be described. First, powder, a binder, and water are mixed and kneaded to obtain a clay-like raw material. And this raw material is thrown in from the
そして、押し進められた原料は、上段スクリュー4に設けられて上段スクリュー4とともに回転する細断治具5によって、原料の流れ方向に交差して細断されて真空室6に送られる。そして、細断された原料は、真空室6において、真空室6に接続された真空ポンプで真空室6を減圧することにより、原料の脱気が行なわれる。その後、原料は下段スクリュー8の回転により、羽根8bと下段バレル部7の内壁との間隙を通り、金型9の方向へと押し進められ、この原料が金型9を通過することにより特定の断面形状を有する成形体が得られる。そして、この成形体を乾燥して焼成することによって焼結体を得ることができる。
Then, the pushed raw material is chopped across the flow direction of the raw material and sent to the
本実施形態の押出成形機1は、真空室6の前方に原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具5が設けられていることにより、従来のように、原料の流れ方向に分割して脱気を行なっていたときよりも、原料が細断されることで真空室6内において原料を十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる。また、この残留する気泡の少ない成形体は、原料がセラミックスからなるときなど、焼成時に割れや亀裂が生じたり、焼成後に得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするおそれを少なくすることができるので、大型や長尺の製品の作製に特に好適である。
The extrusion molding machine 1 according to the present embodiment is provided with a
上記構成の押出成形機1の真空室6の前方である上段スクリュー4に設けられた細断治具5は、上段スクリュー4に一体的に設けられているものでもよいが、上段スクリュー4に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。
The
図2において、(a)および(b)は、本実施形態の押出成形機1を構成する細断治具の一例を示す平面図である。また、(c)は(b)における細断治具を上段スクリューに設けたときの一例を示す概略側面図である。なお、図中の矢印は、原料の流れ方向を示すものである。 2, (a) and (b) are plan views showing an example of a shredding jig constituting the extruder 1 of the present embodiment. (C) is a schematic side view showing an example when the shredding jig in (b) is provided on the upper screw. In addition, the arrow in a figure shows the flow direction of a raw material.
図2に示す例の細断治具5は、細断部5aと基台5bとからなる。そして、図2(a)は、細断部5aと基台5bとが一体的に形成された細断治具5である。また、図2(b)は、細断部5aと基台5bとがそれぞれに形成され、細断部5aが基台5bに取り付けられた細断治具5である。基台5bに細断部5aを固定する方法としては、例えば、基台5bに複数の凹部を設け、この凹部に雌ねじ加工を施したねじ穴を設け、このねじ穴と径が同じで雌ねじ加工を施した貫通ねじ孔を細断部5aに設けて、細断部5aに設けた貫通ねじ孔と基台5bの凹部に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結すればよい。
The
また、図2(a)および(b)に示す細断治具5を上段スクリュー4に固定する方法としては、上段スクリュー4に雌ねじ加工の施したねじ穴を設け、このねじ穴と径が同じで雌ねじ加工を施した貫通ねじ孔を基台5bに設け、基台5bに設けた貫通ねじ孔と上段スクリュー4に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結すればよい。または、上段スクリュー4にキー溝、基台5bにキーを設け、これらを嵌め合わせて固定すればよい。なお、着脱可能な細断治具5としては、図2に示す構成に限るものではなく、上段スクリュー4に複数の凹部を設けて、上述した同様の固定方法で細断部5aを細断治具5として上段スクリュー4に設けられたものも含まれることはいうまでもない。
Further, as a method of fixing the shredding
そして、図2に示す例においては、細断治具5が着脱可能に上段スクリュー4に取り付けられていることにより、原料との摩擦による磨耗の度合いが、例えば、上段スクリュー4の羽根4bと細断治具5とで異なるときに、上段スクリュー4のみ、もしくは細断治具5のみなどのように部分的な交換を行なうことができ、細断治具5の取り外しも容易であるのでメンテナンスやランニングコストを削減することができる。また、図2(b)に示すように、細断部5aが着脱可能に基台5bに取り付けられていることにより、細断部5aと基台5bとが一体的に形成されている図2(a)の構成と比較して、磨耗している細
断部5aのみの交換が可能となり、さらにメンテナンスコストやランニングコストを削減することができて好ましい。
In the example shown in FIG. 2, since the shredding
また、細断治具5の細断部5aについては、その設置本数を増加させることで、より原料を細断することができるが、細断部5aの本数を増加すると原料の押し出し速度が遅くなり、押し出し速度を維持するために押し出し圧力を上げたときには、原料との摩擦によって細断部5aと磨耗しやすくなるため、細断部5aの設置本数としては、6〜18本であることが好ましい。
Moreover, about the shredding
なお、図2に示すように、細断治具5が基台5bを有しているとき、基台5bはシャフト4aよりも径が大きいことから、少なからず、基台5bにおける原料の流れ方向に対向する面は、原料との摩擦によって磨耗を生じやすく、原料を押し出すときに掛かる抵抗が増大するおそれがある。そのため、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することのできる部材を有していることが好ましい。
As shown in FIG. 2, when the shredding
図3は、細断治具を上段スクリューに設けたときの他の例を示す概略側面図である。図3に示す例の細断治具5は、細断部5aおよび基台5bとともに、上段スクリュー4上に設けられ、基台5bと同じになるまで原料の流れ方向に沿って径が大きくなるテーパ部5cを有している。このように、テーパ部5cを有していることにより、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することができる。
FIG. 3 is a schematic side view showing another example when the shredding jig is provided on the upper screw. The shredding
また、テーパ部5cの表面は原料との摩擦を低減させるために算術平均粗さRaで1μm以下の表面粗さとすることが好ましい。さらに、テーパ角度は上段スクリュー4の軸心に対し、10〜50°の角度とすることが好ましい。なお、テーパ部5cの固定方法としては、上段スクリュー4にキー溝、テーパ部5cにキーを設けてこれらを嵌め合わせて固定したり、基台5bおよびテーパ部5cに締結可能なねじ加工を施してねじ締結したりすればよい。
The surface of the
また、図3に示すように、テーパ部5cを有しているときには、細断部5aの締結部を覆うことができるので、細断部5aの締結部が露出しているときと比較して、原料との摩擦によって、ボルトやボルトのねじ山等が磨耗して締結が緩むおそれを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 3, when the tapered
次に、細断治具5の材質としては、ステンレス鋼,クロム鋼,クロムモリブデン鋼,ニッケルクロム鋼,ニッケルクロムモリブデン鋼,炭素工具鋼および合金工具鋼などの金属や、アルミナ,ジルコニア,窒化珪素および炭化珪素などのセラミックスを用いることができるが、細断治具5の材質は、成形に用いる原料の主成分と同じ材質からなることが好ましい。ここで、原料の主成分とは、原料を構成する全成分100質量%に対して、50質量
%以上を占める成分をいう。
Next, as a material of the shredding
細断治具5の材質が、成形に用いる原料の主成分と同じ材質からなるときには、原料との摩擦によって磨耗粉が混ざったとしても、得られた成形体を焼成して焼結体とした際に、摩耗粉が他の成分と反応して反応生成物を形成したり、焼結体の特性を低下させたり、異なる色調を発して外観を悪化させるおそれを少なくする効果を得ることができる。特に、原料との摩擦による磨耗の激しい細断部5aを成形に用いる原料の主成分と同じ材質とすることが好ましく、細断部5aのみならず、基台5bおよびテーパ部5cや、上段スクリュー4、下段スクリュー8、上段バレル3や下段バレル7の内壁等、原料と接する部材の材質を成形に用いる原料と同じ材質からなるものとすれば、上述した効果をさらに高めることができるのでより好ましい。
When the material of the shredding
次に、本実施形態の押出成形機1の製造方法の一例を示す。 Next, an example of the manufacturing method of the extrusion molding machine 1 of this embodiment is shown.
ここで、細断治具5については、図3に示す構成の例を、また材料としては、セラミックスを用いた例について記載する。まず、セラミックスからなる1次原料と、焼結助剤と、各種バインダおよび水とを所定量ずつ秤量し混合してスラリーとした後、噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)を用いて造粒された顆粒である2次原料を得る。そして、この2次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法(ラバープレス成形法)により得た後、切削加工を施して基台5bおよびテーパ部5cとなる成形体を得る。
Here, an example of the configuration shown in FIG. 3 for the shredding
また、同じ2次原料を用いて、粉末プレス成形法により細断部5aとなる成形体を得る。そして、細断部5a、基台5bおよびテーパ部5cとなる成形体を焼成炉に入れて、原料に応じて大気雰囲気中または非酸化雰囲気中で所定の焼成温度で焼成する。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、細断部5a、基台5bおよびテーパ部5cを得る。
Moreover, the molded object used as the
また、同じ2次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法(ラバープレス成形法)により得た後、切削加工を施してシャフト4aに羽根4bを有する上段スクリュー4およびシャフト8aに羽根8bを有する下段スクリュー8となる成形体を得る。そして、これらを焼成炉に入れて、原料に応じて大気雰囲気中または非酸化雰囲気中で所定の焼成温度で焼成する。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、上段スクリュー4および下段スクリュー8を得る。なお、上段スクリュー4および下段スクリュー8については、シャフト4a,8aおよび羽根4b,8bを個別に作製し、ボルト締結することによってなるものであってもよい。
In addition, an
また、各部材等を固定するためのねじ穴および貫通ねじ穴等の加工については、切削加工や研削加工時に施している。そして、細断部5aに設けた貫通ねじ孔と基台5bの凹部に設けたねじ穴とにボルトを通してねじ締結する。また、基台5bとテーパ部5cとをねじ締結することにより細断治具5を得る。さらに、上段スクリュー4に設けたキー溝と、基台5bおよびテーパ部5cに設けたキーとを嵌め合わせて、細断治具5を設けた上段スクリュー4を得る。
Moreover, about the process of the screw hole for fixing each member etc., a through screw hole, etc., it has given at the time of cutting or grinding. Then, screws are fastened through bolts to the through screw holes provided in the chopped
そて、図1に示すように、細断治具5を設けた上段スクリュー4を上段軸受け10に接続固定して、一部に投入口2が開口している上段バレル部3内に設置し、下段スクリュー8を下段軸受け11に接続固定して下段バレル部7内に設置し、下段バレル部7の出口側に金型9を接続することにより、本実施形態の押出成形機1を得ることができる。
Then, as shown in FIG. 1, the
また、細断治具5の材料として、ステンレス鋼,クロム鋼,クロムモリブデン鋼,ニッケルクロム鋼,ニッケルクロムモリブデン鋼,炭素工具鋼および合金工具鋼などの金属を用いるときには、ボール盤や平面研削盤、万能研削盤などの工作機械を用いて各部材を作製すればよい。
When using a metal such as stainless steel, chrome steel, chrome molybdenum steel, nickel chrome steel, nickel chrome molybdenum steel, carbon tool steel or alloy tool steel as the material of the shredding
このようにして得られた本実施形態の押出成形機1は、原料を混練して押し出す上段スクリュー4および下段スクリュー8間に真空室6を有し、原料の流れ方向に交差して原料を細断する細断治具5が真空室6の前方に設けられていることにより、従来のように、原料の流れ方向に分割して脱気を行なっていたときよりも、原料が細断されることで真空室6内において原料を十分に脱気することができるので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができる。そして、残留する気泡の少ない成形体は、焼成時に割れや亀裂が生じたり、焼成後に得られた焼結体にピンホール等の欠陥が生じたりするおそれを少なくすることができるので、大型や長尺の製品の作製に特に好適である。
The extrusion machine 1 of the present embodiment thus obtained has a
まず、図2(a)に示す例の細断部5aと基台5bとが一体的に形成された細断治具5を作製した。
First, the shredding
平均粒径が1μmの窒化珪素からなる1次原料を85質量%と、Y2O3およびAl2O3等の焼結助剤を15質量%秤量し、この1次原料と焼結助剤との合計100質量%に対し、
バインダを1質量%、溶媒を100質量%、分散剤を0.5質量%以下それぞれ秤量し、これらを撹拌機の容器内に投入して混合・撹拌し、スラリーとした後、噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)を用いて造粒された顆粒である2次原料を得た。そして、この2次原料を用いて、静水圧プレス成形法(ラバープレス法)にて成形し、切削加工を施した。その後、これを焼成炉にて窒素雰囲気中1900℃の最高温度で焼成した。焼成後、研削加工等の最終仕上げを施すことにより窒化珪素質焼結体からなる細断治具5を得た。そして、図1に示す上段スクリュー4の細断治具5を取り付けた押出成形機1を用意した。
85% by mass of a primary material made of silicon nitride having an average particle diameter of 1 μm and 15% by mass of a sintering aid such as Y 2 O 3 and Al 2 O 3 are weighed, and the primary material and the sintering aid. For a total of 100% by mass,
Weigh 1% by weight of binder, 100% by weight of solvent, and 0.5% by weight or less of dispersing agent, put them in a stirrer container, mix and stir to make a slurry, ) To obtain a secondary raw material that is a granulated granule. And using this secondary raw material, it shape | molded by the isostatic press molding method (rubber press method), and gave the cutting process. Thereafter, this was fired in a firing furnace at a maximum temperature of 1900 ° C. in a nitrogen atmosphere. After firing, final cutting such as grinding was performed to obtain a
また、80個の貫通孔を有する整流板を用意し、細断治具5を取り付けた位置と同じ位置にこの整流板を設置した押出成形機を用意した。
Further, a current plate having 80 through holes was prepared, and an extrusion molding machine was prepared in which this current plate was installed at the same position where the shredding
次に、押出成形に用いる窒化珪素を主成分とする原料を用意した。この原料の粘度は、定荷重押し出し型レオメータ(株式会社島津製作所製 島津フローテスタ CFT−500
C)を用いて測定したところ、0.1MPa・sであった。そして、この原料を用いて、細
断治具5を取り付けた押出成形機1と整流板を設置した押出成形機とで、それぞれ押出成形した。
Next, the raw material which has silicon nitride as a main component used for extrusion molding was prepared. The viscosity of this raw material is constant load extrusion type rheometer (Shimadzu Flow Tester CFT-500, manufactured by Shimadzu Corporation).
C) was 0.1 MPa · s. Then, using this raw material, extrusion molding was performed with an extrusion molding machine 1 equipped with a shredding
そして、得られた成形体を100℃で48時間乾燥した後、大型の焼成炉に入れて大気雰囲
気中で1600℃の最高温度で焼成した後、焼結体の表面にクラックが生じていないか外観確認し、その後焼結体を水槽に入れ、超音波探傷装置を用いて長さ方向の一面に存在する欠陥数を確認した。なお、超音波探傷装置(株式会社ジーネス社製)による測定は、測定距離30〜100mm,プローブ出力15MHz,走査ピッチ1mmおよび検出周波数500MHzの条件で実施し、この測定により得られたチャート上に現れる欠陥の数をカウントした。なお、この欠陥とは、焼結体に存在する割れ、亀裂やピンホール等のことであり、この欠陥が少なければ、成形体に残留する気泡が少ないと言い換えることができる。
Then, after drying the obtained molded body at 100 ° C. for 48 hours, putting it in a large firing furnace and firing it at a maximum temperature of 1600 ° C. in the air atmosphere, there are no cracks on the surface of the sintered body. After confirming the appearance, the sintered body was placed in a water tank, and the number of defects existing on one surface in the length direction was confirmed using an ultrasonic flaw detector. In addition, the measurement by an ultrasonic flaw detector (made by Jeanes Co., Ltd.) is performed under the conditions of a measurement distance of 30 to 100 mm, a probe output of 15 MHz, a scanning pitch of 1 mm, and a detection frequency of 500 MHz, and appears on the chart obtained by this measurement. The number of defects was counted. In addition, this defect is a crack, a crack, a pinhole, etc. which exist in a sintered compact, and if there are few these defects, it can be paraphrased that there are few bubbles which remain | survive in a molded object.
その結果、整流板を設置した押出成形機により成形した成形体を焼成した焼結体に対し、本実施形態の細断治具5を取り付けた押出成形機1にて成形された成形体を焼成した焼結体は、超音波探傷装置による測定において、欠陥の数が半分以下であった。これにより、本実施形態の押出成形機1が細断治具5を設けていることにより、焼結体に割れ、亀裂やピンホール等の欠陥が低減しているので、残留する気泡の少ない成形体を得ることができていることがわかった。
As a result, the molded body molded by the extrusion molding machine 1 equipped with the shredding
図2(a)に示す例の細断部5aと基台5bとが一体的に形成された細断治具5を作製し、図1に示す細断治具5の位置で上段スクリュー4に取り付けた押出成形機1(1号機)を用意した。また、図2(b)に示す例の細断部5aと基台5bとがそれぞれに形成され、細断部5aが基台5bに取り付けられた細断治具5を作製し、図1に示す細断治具5の位置で上段スクリュー4に取り付けた押出成形機1(2号機)を用意した。さらに、上段スクリュー4に、細断治具5として図2(a)と同様の大きさの細断部5aを一体的に形成し、この上段スクリュー4を設置した押出成形機1(3号機)を用意した。そして、1〜3号機の押出成形機1を用いて押出成形を実施した。
The shredding
その結果、細断部5aもしくは細断部5aに当たる部分の磨耗の度合いとしては、いずれも同程度であったが、3号機は、シャフト4や羽根4bは使用可能であるものの、上段スクリュー4に細断部5aが一体的に形成されていることから、上段スクリュー4の交換が必要であった。また、1号機は、細断部5aと基台5bとが一体的に形成された細断治具5が着脱可能に上段スクリュー4に取り付けられていることから、細断治具5を交換すればよかった。また、2号機は、細断治具5が、細断部5aと基台5bとがそれぞれに形成され、細断部5aが基台5bに取り付けられていることから、細断部5aのみを交換すればよかった。
As a result, the degree of wear of the shredded
以上の結果から、メンテナンスコストやランニングコストの低減を図るには、細断治具5が上段スクリュー4に着脱可能に取り付けられていることが好適であり、さらに、細断部5aが着脱可能に取り付けられていることがより好適であることがわかった。
From the above results, in order to reduce maintenance costs and running costs, it is preferable that the shredding
図2(b)に示す例の細断部5aと基台5bとがそれぞれに形成され、細断部5aが基台5bに取り付けられた細断治具5を作製し、図1に示す細断治具5の位置で上段スクリュー4に取り付けた押出成形機1(4号機)を用意した。また、図3に示す例の細断部5aおよび基台5bとともに、テーパ部5cを有する細断治具5を作製し、図1に示す細断治具5の位置で上段スクリュー4に取り付けた押出成形機1(5号機)を用意した。そして、4,5号機の押出成形機1を用いて押出成形を実施した。
The shredding
その結果、5号機は、4号機に比べて成形開始後に原料を押し出すときに掛かる抵抗の増大が少なかった。また、連続成形後に確認を行なったところ、4号機の基台5bにおける原料の流れ方向に対向する面に磨耗が確認された。そのため、テーパ部5cを有していることにより、原料を押し出すときに掛かる抵抗を増大させることなく、原料との摩擦による磨耗を低減することができることがわかった。
As a result, the No. 5 machine had less increase in resistance when extruding the raw material after the start of molding than the No. 4 machine. Moreover, when it confirmed after continuous shaping | molding, abrasion was confirmed by the surface facing the flow direction of the raw material in the
アルミナからなる1次原料と、焼結助剤と、各種バインダおよび水とを所定量ずつ秤量し混合してスラリーとした後、噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)を用いて造粒された顆粒である2次原料を作製した。そして、この2次原料を用いて、所定の大きさの成形体を静水圧プレス成形法(ラバープレス成形法)により得た後、切削加工を施して細断治具5となる成形体を得た。そして、細断治具5となる成形体を焼成炉に入れて、大気雰囲気中で焼成した。焼成後、研削加工により最終仕上げすることにより、アルミナ質焼結体からなる細断治具5を得た。また、金属材料を用いて、ボール盤、平面研削盤や万能研削盤などの工作機械で加工を施して、金属からなる細断治具5を得た。
A primary raw material made of alumina, a sintering aid, various binders and water are weighed and mixed in predetermined amounts to form a slurry, which is then granulated using a spray dryer (spray dryer). A secondary material was produced. Then, using this secondary material, a molded body of a predetermined size is obtained by an isostatic press molding method (rubber press molding method), and then a molded body to be a shredding
そして、それぞれ図1に示す細断治具5の位置で上段スクリュー4に取り付けた押出成形機1を用意した。そして、アルミナを主成分とする原料を用いて、それぞれの押出成形機1を用いて押出成形を行なった。その後、それぞれ得られた成形体を焼成したところ、金属からなる細断治具5を取り付けた押出成形機1で成形した成形体を焼成した焼結体には、色調のことなる斑点が確認された。この部分について、ICP発光分光分析法により分析したところ、細断治具5の材質である金属が検出されたため、細断治具5は、原料の主成分と同じ材質からなることが好ましいことがわかった。
And the extrusion machine 1 attached to the
1:押出成形機
2:投入口
3:上段バレル
4:上段スクリュー
4a:シャフト
4b:羽根
5:細断治具
5a:細断部
5b:固定部
5c:テーパ部
6:真空室
7:下段バレル
8:下段スクリュー
8a:シャフト
8b:羽根
9:金型
10:上段軸受け
11:下段軸受け
1: Extruder 2: Input port 3: Upper barrel 4:
10: Upper bearing
11: Lower stage bearing
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