Cip金型構造にポリウレタンが使用されるのはなぜですか？高精度圧縮のための均一な圧力を実現

ポリウレタン（ウレタン）は、コールドアイソスタティックプレス（CIP）金型構造において、重要な均一荷重伝達媒体として機能します。 その主な役割は、剛性のある金属部品または試料と油圧源との間のギャップを埋め、高い弾性を利用して力がスムーズかつ無指向性に応力されることを保証することです。

主なポイント 油圧流体が生の力を提供する一方で、ポリウレタンは、この力を成形可能な圧力に変換する不可欠な均等化器として機能します。その等方性により、複雑な形状全体に荷重を均等に分散させることができ、剛性のある金型材料では達成できない高精度の形状再現と均一な内部密度を保証します。

圧力伝達のメカニズム

ポリウレタンの基本的な利点は、圧力を等方性、つまりあらゆる方向に均等に伝達できることです。

金属フィルムと圧力源の間に配置されると、ポリウレタンは弾性的に変形します。これにより、油圧力を試料表面のあらゆる輪郭にほぼ完全に均一に伝達でき、剛性ダイプレスでしばしば見られる圧力スパイクや「影」を排除します。

ポリウレタンは優れた弾性を持ち、これが粉末成形体との一貫した接触を維持するために不可欠です。

油圧システムが（最大200 MPaまで）圧力を印加すると、ポリウレタンは圧縮され、収縮するグリーンボディに適合します。これにより、圧縮プロセス全体を通じて圧力が一定かつ「損失なく」維持され、材料が金型壁との接触を失うのを防ぎます。

複雑なディテールを必要とする部品の場合、ポリウレタンは剛性工具よりも優れています。

柔軟なバッファーとして機能するため、金型が高精度の形状再現を達成するのを助けます。これは、剛性材料では小さな溝やアンダーカットに圧力を印加できない複雑なマイクロプロファイルを持つ部品に特に有益です。

ポリウレタンを使用する深いレベルの利点は、材料の内部構造の均質化です。

スムーズな荷重分散を保証することにより、ポリウレタンは成形体の内部の密度のばらつきや微細な空隙を最小限に抑えます。この均一性は、後続の焼結プロセス中の非均一な収縮、変形、または亀裂を防ぐために必要な構造的基盤です。

ポリウレタンの効果を最大化するために、エンジニアはしばしば内側の成形金型と外側の圧力金型からなる二層金型構造を採用します。

このセットアップは硬度差に依存します。外側のゴムは通常、内側のゴムよりも硬いです。この特定の構成は任意ではなく、圧力伝達のシーケンスを制御します。

異なる硬度レベルのポリウレタン層間の相互作用により、逐次圧縮が可能になります。

圧力は、粉末充填空間の中心から端に向かって印加されます。この方向制御は、粉末粒子の間に閉じ込められた残留空気を効果的に排出するために重要であり、欠陥のない内部構造をさらに保証します。

CIPプロセスでポリウレタンを効果的に活用するには、金型設計を特定の製造目標に合わせます。

最終的に、ポリウレタンの使用は、生の油圧を、最終部品の忠実度と密度を保証する、精密で均一な成形力に変換します。

精密な圧力伝達は、材料科学における構造的完全性の基盤です。KINTEKは、包括的な実験室プレスソリューションを専門としており、手動、自動、加熱式、多機能、グローブボックス対応モデル、および高度なコールドおよびウォームアイソスタティックプレスを幅広く提供しています。

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N K Lee, H J Lee. Manufacturing Technology of Thin Foil Tensile Specimen Using CIP and Mechanical Property Measurement Technology. DOI: 10.5228/kspp.2005.14.6.509

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 .