ブレーキパッドのプレフォーミングに実験室用油圧コールドプレスが使用されるのはなぜですか？均一な密度と構造的完全性を確保するため

実験室用油圧コールドプレスは、自動車用ブレーキパッド製造において、ばらばらの原材料と最終的な硬化プロセスの間の重要な架け橋となります。室温で金型内の原材料混合物に高圧を加えることにより、プレスは材料を、生産中に取り扱うのに十分な構造的完全性を持つ、定義された形状の固体「プレフォーム」に圧縮します。

コールドプレスの主な価値は、熱が加えられる前に材料を安定させることにあります。閉じ込められた空気を排出し、均一な密度を確立することで、後続の熱間プレス段階中に空隙や亀裂などの構造的欠陥の形成を防ぎます。

プレフォーミング段階のメカニズム

初期幾何学的形状の確立

ブレーキパッドの原材料は、粉末と繊維のばらばらの混合物として始まります。コールドプレスは、この混合物を金型に押し込み、プレフォームを作成します。これは、最終製品の寸法にほぼ一致する、まとまったブロックです。

これにより、後工程で熱プレス金型に材料が完全に適合することが保証される、特定の初期幾何学的形状が作成されます。

材料取り扱いの容易化

コールドプレスがない場合、原材料混合物はばらばらすぎて効率的に輸送できません。

この段階で加えられる圧力により、プレフォームはコールド金型からエジェクトされ、崩れたり形状を失ったりすることなく熱プレスに装填されるのに十分な機械的強度を得ます。

閉じ込められた空気の排出

コールドプレスの最も重要な機能の1つは、空気ポケットの機械的な除去です。

混合物を大幅に圧縮することにより、プレスは粒子間に閉じ込められたほとんどの空気を排出します。この空気を早期に除去することは、閉じ込められた空気が後工程で高温にさらされると破壊的に膨張する可能性があるため、不可欠です。

下流の欠陥の防止

均一な密度基盤の作成

最終的なブレーキパッドの品質は、摩擦材全体の密度の違いに大きく依存します。

コールドプレスは、均一な密度基盤を提供します。ばらばらの粉末ではなく、プレ圧縮された均一なブロックで熱プレス段階を開始することにより、製造業者は最終硬化圧力が全体に均一に印加されることを保証します。

内部空隙欠陥の低減

内部空隙（パッド内部の空きスペース）は、ブレーキパッドの安全性と性能を損ないます。

コールドプレスは事前に空気を排出し材料を圧縮するため、完成品に内部空隙欠陥が現れるリスクを大幅に低減します。これにより、ブレーキパッドが固体で信頼性の高い複合材であることが保証されます。

限界の理解

「グリーン」状態

コールドプレスの出力は「グリーン」パーツであると認識することが重要です。形状と密度はありますが、最終製品の最終的な機械的強度と熱安定性は欠いています。

硬化の代替ではない

コールドプレスは厳密には準備段階です。結合樹脂を活性化したり、材料を硬化させたりするものではありません。

プレフォームは、自動車のブレーキ用途に必要な化学架橋と最終的な硬度を達成するために、依然として熱間プレスを受ける必要があります。

目標に合った適切な選択

製造フローを最適化するために、コールドプレスの特定の利点に焦点を合わせてください。

生産効率が主な焦点の場合：コールドプレスを利用して、金型への装填を迅速化し、取り扱い中の材料の無駄を削減する堅牢なプレフォームを作成します。
製品品質が主な焦点の場合：コールドプレスを利用して空気の排出を最大化します。これは、内部空隙を防ぎ、安全コンプライアンスを確保するための最も効果的な方法です。

材料の密度と形状を早期に標準化することにより、コールドプレスは最終的なブレーキパッドの構造的完全性を保護する不可欠な手段として機能します。

概要表：

特徴	プレフォーミング段階での役割	最終ブレーキパッドへの利点
材料圧縮	ばらばらの粉末を固体の「グリーン」プレフォームに変換する	取り扱い用の機械的強度を向上させる
空気排出	閉じ込められた空気ポケットを機械的に除去する	硬化中の内部空隙や亀裂を防ぐ
形状形成	混合物を正確な金型寸法に押し込む	後続の熱プレス金型に完全に適合することを保証する
密度基盤	均一な初期材料密度を確立する	最終硬化中の均一な圧力分布を保証する

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参考文献

Tej Singh. An integrated multicriteria decision making framework for the selection of waste cement dust filled automotive brake friction composites. DOI: 10.1038/s41598-023-46385-5

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .