CIP（冷間静水圧プレス）とは

先週、HIPについて話しました。今週のトピックは、P / M材料の加工方法の1つである冷間静水圧プレスです。

フランスの科学者ブライス・パスカルが提唱した「密閉された非圧縮性流体の圧力変化は、流体のあらゆる部分とその容器の表面に連続的に伝達される」という原理を利用しています。粉末材料を変形抵抗の少ない成形型に封入し、ゴム袋のように液圧をかけます。そして、液圧を伝達することにより、型本体を全面均一に圧縮します。

金属成形はCIPによく似ています。このプレス法では、下図のように金型とダウンパンチで囲まれた空間に粉末材料を充填します。その後、上パンチと下パンチの距離を縮めることで圧縮します。

産業用金属成形装置には、粉末充填から金型除去までの一連の自動プロセスがあります。下図の単動プレスは、下パンチを固定した形状に粉体を圧縮します。粉末と金型またはパンチとの間の摩擦、および粉末粒子間の摩擦により、成形体の下部は上部よりも密度が低くなります。

CIPと金属成形の違い

原則として、それらは異なる加圧プロセスを持っています。 CIPは液体圧力を使用して材料に静水圧を適用しますが、金属成形は一軸圧力にのみ適用されます。その結果、金型との摩擦がないため、CIPは密度と製品さえも生産できます。右の図は、CIPと金属成形品の密度分布を比較したものです。

CIP処理タイプ

粉末充填金型と圧力媒体の関係により、CIP成形法はウェットバッグ法とドライバッグ法に分けられます。

ウェットバッグ方式

ウェットバッグプロセスでは、下の図に示すように、粉末が成形型に充填され、圧力容器に直接浸される前に高圧容器の外側で密閉されます。次に、ダイの表面に静水圧をかけて粉末を圧縮します。この方法は、様々な複雑な形状や大きな製品の少量生産や試作に適しています。

構造には次の2つのタイプがあります。左の図に示す外部加圧タイプは、圧力媒体を外部から圧力容器に加圧します。右図のピストン直圧タイプは、圧力容器に封入された圧力媒体を直接加圧し、トップカバーの代わりにピストンを設置するタイプです。

ドライバッグ方式

ドライバッグ方式では、下図に示すように、高圧容器内のプレスされたゴム型を通して圧力を伝達し、成形されたゴム型に粉末を充填します。この方法は省力化と高度に自動化されており、シンプルで限定的な製品の生産に適しています。

ドライバッグプロセスは、下図に示すように、円周+軸方向圧縮システム（左）と円周方向圧縮システム（右）の2つのシステムに分かれています。

下図に示すように、円周+軸方向圧力システムは、金型の外面とカバータイプのゴムプレス金型の上面から圧力をかけます。

下図に示すように、円周方向の加圧システムは、成形ゴム金型の外面から円筒状ゴムプレス金型を通してのみ圧力をかけます。ただし、粉末の流体特性により、圧粉体に加えられる圧力は静水圧とほぼ同じです。