JPH11117003A - 焼結体の製造方法 - Google Patents
焼結体の製造方法Info
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- JPH11117003A JPH11117003A JP9296312A JP29631297A JPH11117003A JP H11117003 A JPH11117003 A JP H11117003A JP 9296312 A JP9296312 A JP 9296312A JP 29631297 A JP29631297 A JP 29631297A JP H11117003 A JPH11117003 A JP H11117003A
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Abstract
かも、複雑な形状であっても簡単な工程で焼結体製品を
製造することができる焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂の粒体又は粉末から多孔質
樹脂容器10,12を作成する工程と、この多孔質樹脂
容器の内部に粉末焼結材料を充填する工程と、内部に粉
末焼結材料32を充填した多孔質樹脂容器を無酸化雰囲
気中で加熱し、熱可塑性樹脂の粒体又は粉末どうしを融
合させて気液密性の樹脂容器40,42とする工程と、
気液密性の樹脂容器を静圧成形処理を施して内部の粉末
焼結材料の密度を高める工程と、圧縮された粉末焼結材
料を焼結させて焼結体を製造する工程とを有する。
Description
スの焼結体を製作するための焼結体の製造方法に関す
る。
金属焼結体は、一般的な鋳造品に比べて、 粉末を合金化することで均一な組成が得られる。 温度管理が容易で結晶粒度の管理が可能となり、強
度等の物性の予測が正確にできる。 高い寸法精度が得られる。 製品に近い形状が得られ、加工量が少ない。 MA(メカトロニカルアロイ材料)を粉末原料とす
ることで、微細組織として高い強度を確保できる。等の
利点がある。
結したセラミックス焼結体においては、一般のセラミッ
クス成形品に比べて、 安価で、短い工期で生産できる。 複雑な形状を製作できる。等の利点がある。
雑な形状で、高い寸法精度が要求される機械部品におい
ては、鋳造品に代えて金属焼結体で構成することが広く
行われている。このことは、セラミックス焼結体におい
ても同様である。
常、原料粉と種々の添加材とを混合する混合工程と、混
合後の粉末を成形する工程と、これを焼結する工程とか
らなる。成形工程としては、プレス成形法や、成形粉末
をゴム型内に入れて液体中で加圧する冷間静圧成形法
(CIP法)、あるいは、高温高圧雰囲気中で成形と焼
結を同時に行う熱間静圧成形法(HIP法)がある。
ような従来法においては、いずれも、成形工程におい
て、高価な金型やゴム型を作成する必要があり、このた
め製品としての単価が高価になってしまう。また、複雑
な形状の製品の場合、このような金型やゴム型自体を製
品に近い形状までに成形するのが困難であり、従って、
成形後に後加工を施す必要があるといった問題があっ
た。
を作成することなく、しかも、複雑な形状であっても簡
単な工程で焼結体製品を製造することができる焼結体の
製造方法を提供することを目的とする。
は、熱可塑性樹脂の粒体又は粉末から多孔質樹脂容器を
作成する工程と、この多孔質樹脂容器の内部に粉末焼結
材料を充填する工程と、内部に粉末焼結材料を充填した
多孔質樹脂容器を無酸化雰囲気中で加熱し、熱可塑性樹
脂の粒体又は粉末どうしを融合させて気液密性の樹脂容
器とする工程と、前記気液密性の樹脂容器を静圧成形処
理を施して内部の粉末焼結材料の密度を高める工程と、
前記圧縮された粉末焼結材料を焼結させて焼結体を製造
する工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法
である。
孔質樹脂容器を比較的容易にかつ正確な形状寸法で作成
し、これの内部に粉末焼結材料を充填した後に、無酸化
雰囲気中で加熱して樹脂どうしを融合させることによ
り、内部に粉末焼結材料を収容した気液密性の樹脂容器
が形成される。これを静圧成形処理によって高密度化し
た後、焼結させて焼結体が製造される。静圧成形処理に
おいては、場合に応じて液体又は気体を用い、樹脂容器
もそれに合わせて気密又は液密に構成する。
を作成する工程において、迅速模型製造方法を用いるこ
とを特徴とする請求項1に記載の焼結体の製造方法であ
る。迅速模型製造方法としては、選択レーザー焼結方
法、液滴噴射法、溶融堆積法、光造型法、薄板積層法、
固体下地硬化法等がある。これにより、予め記憶させた
形状データに基づいて多孔質樹脂容器が比較的容易にか
つ正確な形状寸法で作成される。
で加熱する工程を、真空雰囲気中で行なうことを特徴と
する請求項1に記載の焼結体の製造方法。これにより、
粉末焼結材料中の気体が多孔質樹脂容器を通して除去さ
れるので、この過程でも圧縮されて密度が高められる。
を複数に分割して作成し、分割部分の開口部から粉末焼
結材料を充填し、該開口部を接合してから無酸化雰囲気
中で加熱することを特徴とする請求項1に記載の焼結体
の製造方法である。これにより、多孔質樹脂容器を作成
するための装置を小型化することができ、また、精密な
形状のものも作りやすくなる。
を金属焼結体で製造するようにした本発明の実施の形態
を図面を参照して説明する。
ボネイト等の熱可塑性樹脂により、結合することにより
成形品の形状に沿った内部空間10a,12aを形成す
る多孔質樹脂容器10,12を作成する。この多孔質樹
脂容器10,12は肉厚tが例えば1mm程度の薄肉に
形成され、その内部に粉末焼結材料を充填するととも
に、互いに結合される粉末充填口10b,12bが設け
られている。
多孔質樹脂容器10,12により、1つの成形品のため
の樹脂容器を構成しているが、製品の形状に応じて適宜
に分割した樹脂容器を構成すればよいことは言うまでも
ない。
ような、光造形法を利用したレーザ選択焼結装置20の
チャンバ22内に、ポリカーボネイト等の熱可塑性樹脂
の粒子を所定の厚さ、例えば0.1mmの厚さで均一に
充填して原料粒子層24を形成し、これにレーザ光を照
射することによって製作される。このレーザ選択焼結装
置20は、チャンバ22の上方に配置したレーザ照射装
置21と、図示していない制御装置を備えており、制御
装置の記憶部には、あらかじめ製造すべき樹脂容器1
0,12の形状が例えば数値データとして記憶されてい
る。
する厚さに輪切りした形状を算出し、この形状を平面視
したパターンに沿ってレーザ光スキャンを行なうよう
に、レーザ照射装置21に対して制御信号を送る。レー
ザ照射装置21は、例えば、炭酸ガスレーザ発生装置等
のレーザ光源26からレーザ光をミラー28を介して原
料粒子層24に照射する。すると、この原料粒子層24
のレーザ光が照射された部分が選択的に溶融して、隣接
する樹脂24の粒子の表層どうしが融着して、多孔質な
樹脂薄片30が形成される。この工程を繰り返すことに
より、樹脂薄片30が順次積層して多孔質樹脂容器1
0,12が製作される。
粉末焼結材料である金属粉末32を振動を与えながら所
定の密度に充填した後、一方の粉末充填口10b内に他
方の粉末充填口12bを嵌合させることにより、図3に
示すように、両多孔質樹脂容器10,12を一体化す
る。
状態で熱可塑性樹脂24の軟化温度以上に加熱すると、
該多孔質樹脂容器10,12中の気体が除去されながら
樹脂粒子が融合し、無孔質の緻密な表面層を有する樹脂
容器40,42となる。この過程において、金属粉末3
2の内部に存在した気体も、真空吸引により多孔質樹脂
容器10,12の周壁を通過して外部に排気され、従っ
て、金属粉末32は樹脂容器40,42に圧縮されて、
原形を止めたままその充填密度が高められる。
0,42を一旦冷却した後、CIP処理を施す。すなわ
ち、金属粉末32を無孔質の樹脂容器40,42で包囲
したまま、例えば、液中に入れ、静圧を加えて均一に圧
縮する。これによって、金属粉末32は、その形状を保
ったままで充填密度が更に高められて、金属粉末32の
成形体となる。
焼結し、金属粒子どうしを結合させることによって、多
孔質樹脂容器10,12の内部空間10a,12aの形
状に沿った形状の金属焼結体(一体型インペラ)が製造
される。
レーザ選択焼結装置20を用いて作成することにより、
複雑な形状を有する製品を焼結する場合でも、樹脂容器
の成形が容易であり、容器の作成コストも安い。しか
も、容器形状が精密であるので、焼結された製品に施す
仕上げ加工の量も少なくて済み、製品の成形工程自体も
簡単になるので、この点からもコストが安い。
結体を製造した例を示しているが、金属粉末の代わりに
粉末セラミックスを使用することによって、セラミック
ス焼結体もほぼ同様に製造することができる。また、樹
脂素材として耐熱性を有するものを用いれば、焼結工程
で熱間静圧成形法を用いることもできる。
て、図1に示すようなポリカーボネイト製の多孔質樹脂
容器10,12を作成し、この内部に粒度1〜100μ
mのNi−Cr−Mo合金の金属粉末32を振動を与え
つつ充填した。この時の粉末密度は、アルキメデス法で
計測したところ、57%であった。
質樹脂容器10,12を一体化した後、1torrの減圧容
器中で200℃で2時間加熱し、金属粉末32の表面に
ポリカーボネイト層を融着させた。冷却後、圧力容器中
で水を媒体として800Mpaで加圧するCIP処理を
施した。この時の粉末密度は、アルキメデス法で計測し
たところ、80%であった。
paに加圧し、1000℃で1時間加熱して焼結させ
た。これにより、引張り強さ700Mpaで気孔率が0
%の焼結体(一体型インペラ)を製造することができ
た。なお、同じ形状を同じ材質で鋳造したものの引張り
強さは、600Mpa程度であった。
例えば光造形法等によって比較的容易にかつ正確な形状
寸法で作成した多孔質樹脂容器をもとに気液密性の樹脂
容器が形成し、これによって静圧成形処理を行うので、
高価な金型やゴム型を作成することなく、しかも、複雑
な形状であっても仕上げ工程を少なくして簡単な工程で
焼結体製品を製造することができる。
示す断面図である。
る。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 熱可塑性樹脂の粒体又は粉末から多孔質
樹脂容器を作成する工程と、 この多孔質樹脂容器の内部に粉末焼結材料を充填する工
程と、 内部に粉末焼結材料を充填した多孔質樹脂容器を無酸化
雰囲気中で加熱し、熱可塑性樹脂の粒体又は粉末どうし
を融合させて気液密性の樹脂容器とする工程と、 前記気液密性の樹脂容器を静圧成形処理を施して内部の
粉末焼結材料の密度を高める工程と、 前記圧縮された粉末焼結材料を焼結させて焼結体を製造
する工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方
法。 - 【請求項2】 多孔質樹脂容器を作成する工程におい
て、迅速模型製造方法を用いることを特徴とする請求項
1に記載の焼結体の製造方法。 - 【請求項3】 無酸化雰囲気中で加熱する工程を、真空
雰囲気中で行なうことを特徴とする請求項1に記載の焼
結体の製造方法。 - 【請求項4】 多孔質樹脂容器を複数に分割して作成
し、分割部分の開口部から粉末焼結材料を充填し、該開
口部を接合してから無酸化雰囲気中で加熱することを特
徴とする請求項1に記載の焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29631297A JP3398026B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 焼結体の製造方法 |
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ID=17831926
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JP29631297A Expired - Lifetime JP3398026B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008155538A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Aspect Inc | 粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法 |
US9364974B2 (en) | 2009-09-21 | 2016-06-14 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Method of forming an article from non-melt processible polymers and articles formed thereby |
WO2019054306A1 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | 東邦チタニウム株式会社 | チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法 |
JP2020029598A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 東邦チタニウム株式会社 | 圧粉体の製造方法 |
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JP2014236953A (ja) * | 2014-01-23 | 2014-12-18 | 株式会社Mole’S Act | ゴルフクラブヘッド |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP29631297A patent/JP3398026B2/ja not_active Expired - Lifetime
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