圧力制御されたブランクホルダーは、材料の流れを制御するため、ホットプレス成形では必須です。複合シートの端に特定の予締め力を加えることにより、パンチが下降する際の材料の金型への流入速度を制御します。このメカニズムは、深絞りや複雑な成形操作中の構造的欠陥に対する主要な防御策となります。
ブランクホルダーは、製造中の重要なハードウェア保護装置として機能します。材料の流れ率を正確に制御することにより、しわを防ぐために必要な張力と、繊維の破断を避けるために必要な自由度とのバランスを取ります。
材料制御のメカニズム
流量の調整
パンチが金型に入ると、材料を引き込みます。調整がない場合、この材料は予測不可能に流れます。ブランクホルダーはブレーキとして機能し、材料が制御された一貫した速度で流れるようにします。
予締め力の印加
成形プロセスが開始される前に、ブランクホルダーは複合シートの端を固定します。これにより、特定の「予締め」力が印加されます。この初期張力は、材料が金型の形状を受け入れる準備をするために不可欠です。
欠陥防止と品質保証
しわの防止
材料が金型キャビティに自由に入りすぎると、たわみやすくなります。これにより、最終的な部品にしわが発生します。ブランクホルダーは、シートを張った状態に保ち、平らにするために、この動きをちょうどよく制限します。
繊維の破断の回避
逆に、材料がきつすぎると、パンチと一緒に動くことができません。これにより、繊維が限界を超えて伸びます。正確な力制御により、材料は破断したり繊維が折れたりすることなく、形状を形成するのに十分なだけ変形します。
表面粗さの除去
高品質の複合部品には、完璧な仕上がりが必要です。制御されていない材料の動きは、しばしば表面粗さにつながります。シートを安定させることにより、ブランクホルダーは最終的な表面が一貫しており、欠陥がないことを保証します。
トレードオフの理解
過剰な力の危険性
材料を固定することは重要ですが、過剰な圧力を加えると、シートは事実上ロックされます。ブランクホルダーが強すぎると、パンチは成形するのではなく材料を引き裂きます。これにより、繊維の破断による即座の部品の故障につながります。
不十分な力の危険性
圧力が低すぎると、ブランクホルダーは必要な摩擦を生成できません。材料は金型に簡単に入り込みます。この張力不足は、材料が集まり、深刻なしわや構造的不安定性を引き起こします。
目標に合わせた適切な選択
複合構造部品で高品質の結果を達成するには、ジオメトリの特定のニーズに合わせてブランクホルダーの力を調整する必要があります。
- 複雑な成形が主な焦点の場合:複雑な形状に材料が破れることなく適合するように、バランスの取れた流量を優先する必要があります。
- 表面品質が主な焦点の場合:張力を維持し、粗さやしわを防ぐために、十分な予締め力を確保する必要があります。
ブランクホルダーは単なるクランプではなく、深絞り複合部品の構造的完全性を確保するための決定的な変数です。
概要表:
| 特徴 | 正しい力の効果 | 過剰な力の危険性 | 不十分な力の危険性 |
|---|---|---|---|
| 材料の流れ | 制御 & 一貫 | 材料ロック / 移動不可 | 予測不能 / 急速な流れ |
| 表面品質 | 滑らか & 張力あり | 潜在的な引き裂き | しわ & 集まり |
| 構造的完全性 | 高 / 欠陥なし | 繊維の破断 / ひび割れ | 構造的不安定性 |
| プロセス役割 | パンチの挿入を調整 | 材料の故障 | 表面粗さ |
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参考文献
- Shun‐Fa Hwang, Hsien‐Kuang Liu. Thermoforming Simulation of Woven Carbon Fiber Fabric/Polyurethane Composite Materials. DOI: 10.3390/app14010445
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 .
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