研 究 報 告 書

報告書名:

工業技術研究報告書
 

報告書番号:

No.38
 

報告書年度:

2009
 

研究種別:

競争型受託研究
 

テーマ名:

高断熱・均熱金型の開発
 

副 題:


 

担当者:

本田 崇(研究開発センター)
田村 信(研究開発センター)
杉井 伸吾(研究開発センター)
 

抄 録:

温間絞り加工用などの熱源を有する金型に対して,断熱性能の向上と温度分布の均熱化を目的に,シミュレーションを用いた数値解析手法による高断熱・均熱設計手法の確立に取り組んだ。その結果,適切な断熱対策を採ることで,加熱に必要なエネルギーを従来比1/2以下に削減できることを示した。また,熱源の配置を適切に行うことにより,加工領域の温度分布を均一にできることも併せて示した。実際に, 250×500mmマグネシウム合金板用ブロー成形金型(以下ブロー成形金型)を450℃の使用条件にて設計・試作を行い,本設計手法の有効性を示した。
 

緒 言:

オーステナイト系ステンレス鋼の深絞り成形やマグネシウム合金など常温での絞り加工が困難な材料に対して,金型を加熱し成形を行う温間成形加工が有効である。これは,材料強度の温度依存性を利用し加工性を向上させるもので,金型の断熱設計・温度制御が非常に重要となる。断熱対策では,プレス機への熱の逃げを防ぐため,プレス機との間に断熱板が使用されているが,その効果について十分に把握されていない。また,加工領域の均一な加熱のためには,熱源の適切な配置を行う必要があるが,金型の構造・材質,断熱方法により温度分布が大きく変わるため,適切な熱源配置は容易ではない。
このような背景から,当研究所ではこれまでに熱伝達係数・放射率を測定し,熱収支の評価と面状ヒータを熱源とした均熱金型の試作を行い,その効果を確認した。本研究ではその成果を応用し,低コストな汎用の棒状ヒータを用いた均熱化に加え,新たに断熱効果向上の検討を行い,高断熱・均熱設計の手法確立に取り組んだ。実際にこの手法を用いてブロー成形金型の設計・試作を行い,評価を行った。
 

資 料:

高断熱・均熱金型の開発.pdf(約637.26 Kバイト)