焼結は、粉末と結合材を圧縮して融合させ、一体化した複雑な部品を形成する製造プロセスである。
優れた機械的特性を持つ部品を、部品当たりのコストを抑え、高い再現性で製造するために、金属やセラミックスで広く使用されています。
焼結製造プロセスを理解するための4つの主要ステップ
ステップ1：粉末混合
焼結の原料は金属粉末で、純金属や合金など様々な種類があります。
粉末の選択は、最終部品の望ましい特性によって決まります。
粉末は他の元素やバインダーと混合され、正しい化学組成を確保し、最終製品の特定の特性を向上させます。
ステップ2：成形
混合後、パウダーは専用の工具を使って圧縮されます。
この工程では、粉末を金型に押し込んで目的の形状にします。
成形された部品は、しばしば「グリーン部品」と呼ばれるが、粒子がまだ完全に結合していないため、弱く多孔質である。
ステップ3：焼結
グリーン部品は次に、制御された環境で加熱する焼結工程にかけられます。
焼結の目的は、結合材を除去し、金属粒子を結合させることである。
この結合は材料の融点以下の温度で起こり、粒子が合体して気孔率の少ない強固な部品になります。
ステップ4：用途と材料
焼結は、ポリマー、金属、セラミックなど、さまざまな材料で使用されます。
金属では、歯車やプーリーのような小さな部品の製造によく使われます。
セラミックスでは、焼結はギアやベアリングのような高温に耐える部品の製造に欠かせない。
このプロセスは、ラピッドプロトタイピングや特殊部品の製造のためにポリマーにも適用できる。
焼結プロセスの期間
実際の焼結プロセス自体は比較的短時間で完了し、数秒で終わることも多い。
しかし、粉末の混合から最終的な焼結までの全工程は、製造する部品の複雑さやサイズにもよりますが、数時間かかることもあります。
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