電磁誘導技術による急速加熱成形　電磁誘導加熱冷却成形システム

電磁誘導技術によるる急速加熱鞭1二 １電磁誘導加熱冷却成形システムしくみ 電磁誘導加熱システムは金型の表面層を急速に加熱、正確なサイクルタイムで繰り返し加熱冷却を可能とするシステム である｡金型内部に設置されたフレキシブルな誘導ケーブル（図中ではインダクタと記載)に交流電流を流すことで誘導 電流がケーブル周囲の型に流れ、集中して渦電流が誘導されることで表層に熱抵抗が生じる(図１）。 誘導ケーブルを金型の表層部の薄い部分に加熱をさせるために成形面から均一な深さの場所に適正に誘導ケーブルを 配置することが重要である。加熱の性能は誘導ケーブルを通す位置やその太さ、出力周波数、電力、金型の磁性特性に 代わるため誘導の解析作業が非常に重要となる。 一般的に誘導ケーブルには銅の線を利用し、金型の加熱したい面全体を－筆書きで配置される。曲面であっても誘導 ケーブルを金型内に配置することができれば面全体を均一な熱量で加熱することができ、水や油による－直線の加熱経路 に比べその熱のばらつきは非常に小さく加熱することができる(図２)。 ＤＩ ｂＦ Ｅ刃 》１ 図１金型のキャビティ面の誘導加熱 図２誘導加熱冷却経路図(溝に沿う誘導ケーブルと直線の冷却経路） 2.電磁誘導加熱冷却システムの性能 ①金型の加熱温度は400℃以上可能 ②加熱経路が柔軟に設計でき熱分布の最適化が可能 ③加熱スピードは他の加熱方法に比較し２倍以上早く、サイクルが正確 ④金型の薄い表層を加熱しているため加熱や冷却エネルギー効率に優れていて省エネ ⑤誘導装置の設置や移設が容易で大型の金型に複数の装置の増設も可能 ⑥部品形状が複雑でも加熱ネットワークの設計が可能 鯵鯵懲 加熱スピード加熱最大温度エネルギー消費 互沮h 己嵯 電磁誘導加熱方式 ２５cｃ 竺旦鍬襄|iii､ 400℃以上 Ｉ 笛ﾐ霧凌 ＝≦凸,． スチーム：加圧熱水 １０.Ｃ／Ｓeｃ 140℃ |＿量 2～３倍の消費 電気ヒーター式 5℃/seｃ 300℃ ’ 5～１０倍の消焚 図３誘導加熱と他の方式の性能の比較熱 ROaibOL １１「

ｌｉ ｉＩＢ…、 3．誘導加熱成形の事例 ３－１．３８０°ＣでＰＥＫＫ/ＣＦＲＰ部材を加熱プレスによる熱融着 採用事例として航空機部品ＣＦＲＰを誘導加熱で接合したストリンガ部品がある。PEKK/ＣＦ複合材の平面材と９０度に 曲がった部材接合部を380°Ｃで加熱し金型でプレスして熱融着させている。局所の加熱なので昇温も早くまた水による 冷却も非常に早い。接合部の金型表層が400°Ｃに加熱されている状態でその他周囲の型全体は１００℃以下の状態で サイクル成形が可能であるため非常にサイクルが早い。ＣＦＲＰプレス成形金型の場合、９０℃から380℃まで６０秒で 加熱できる(写真１)。 熱可塑性強化戯維複合材同士のウェルデイング加工例(熱融着） ￣ 出一■－ｓ■-■Ｇ●●CqVl －－ i2SiiliiiI PEKK/ＣＦ＠380°Ｃ サイクルタイム５分以内 加熱６０秒９０→380℃ 加圧６０秒 冷却１４０秒 加圧１０Ｂａｒ し ⑪－■■ 写真１接合平面部の金型表層が400℃に加熱、型全体は１００℃以下の状態 ３－２．PPS/ＣＦ材中空パイプ成形で座席の軽量化 航空機関係だが座席の脚にＣＦ部材を利用した事例だ(写真２)。筒状にＰＰＳ樹脂がプリプレぐされたカーボン繊維を シリコンバッグにはめこみ中から空気で圧力をかけながら金型を急速加熱して成形する(写真３)。型を330℃程度まで 加熱することでＰＰＳを十分に繊維に含浸させることが可能でまた誘導により急速加熱冷却が完了するためシリコンパッグ の利用が可能になった。欧米の大手飛行機メーカーにおいて軽量化による燃費向上に寄与したと聞く。 Ｉ 円霧彌 ￣ 、 写真２航空機の座席の脚にカーボンが採用 写真３中空パイプ成形金型 RoclboL 宇一 【■ 『■

■■ 'iI1 ロー￣』-F ■IＬ ３－３．高意匠性を実現する高転写成形 電磁誘導加熱成形では金型の転写性能が格段に向上する。ロックツールでは97％という転写性能を実現している(図４)。 レーザーで加工したキャビティ表面(写真４)真と箱型の射出成形品(写真５)。塗装やフィルムによる２次工程の加飾を 必要とせず工数の削減が可能になる。またこの技術は自動車内装部品に使われている。高光沢とデザイン性を転写成形で 実現した例である(写真６，７)。 従来成形、 ＲｏｃＴｂｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 霞iii 、 /K蕊|蔓 霊、 ＣａＳ ｅｌ Case2 Ｃａｓｅｇ Ｃａｓｅｌ Ｃａｓｅ２ Ｃａｓｅ３ Ｍｏｌｄ VDrRa(し(ｍ〕 Ra(Llm） Ra(し、） Ｍｏｌｄ ＶＤＩ１Ｒａ(LL、） Ra(且、） Ra(,ｕｍ） PlasticPartl22１．４２ １．８５ ２．４７ PlasticPart２２１１４３ １８５ ２．４７ MateriaI：ＰＣｌ１７０．８ １ １３４ Material：ＰＣ’２１１１２２ １６７ ２３ MoldTemperatu｢ｅ：８０℃ MoldTempe｢ature：１６０゜Ｃ 噸VD13400にＨ） １ＶＤｌ３４００(ＣＨ） 図４８０℃温調金型と１６０℃誘導加熱金型とシポ転写性能の違い liiii1iiiiilliiiiiiiiii 写真４レーザーエッチング加工のキャビティ 写真５転写で光の反射を実現した成形部品 ■■ １ 蝉 写真６自動車のダッシュボードカバーへの採用例 写真７光沢と加飾デザインを転写成形で実現した内装部品 Ｉ iｌ 車の外装プラスチック部品にも高光沢による塗装レスの動きが加速 ''１ IlJ ！ Ｉ lllllllll してきた。欧lll1l車の高級車のリアライトの外装に２色成形部品に誘導加熱金型による成形部品が採用された(写真８．９)。 ’１錘寧Ｌ ｎ ｒｒ＝=－。 随~ 写真８欧州車のリアライトに 写真９２色成形で塗装レスを誘導加熱システムで採用 外装プラスチック部品の採用例 Rociboll- ｗｌｍｌ西 心｜聖一函 淫淫垂垂唖唖．． 〉〉午午ＬＬ抵抵一一▽▽一一 蝋． 咽｜幻一亟 川一劃一四

Ｉ ｑ ■ iliL， 4．誘導加熱技術の導入検討の際に 本技術のご検討にあたり次のサービスをご利用されることを勧めたいｃ 1．デモンストレーションセンターにて実機成形トライアル 当社のテスト金型や装置を実際に利用して性能の確認が可能。また試作金型の製作請負も行っているので試作も可能 (装置はデモセンタ利用)。 2.誘導成形適合性解析 当社では無料でお客様の試作、開発案件にご相談に応じている。必要な型構造、サイクルタイム予想、加熱冷却性能、 必要出力、電力量など無償で解析し装置の適正な出力が分かり装置の選択ができる。 3．誘導加熱解析､熱流動解析､誘導金型設計製作支援サービス 当社では誘導加熱冷却解析を行っている。またお客様の金型の設計に誘導加熱冷却の設計を行い型の製作はお客様で 製作していただいている(当社で受託型製作も可能)。 4.適正な出力の誘導装置の選択(図5） 雷電職磁塞誘遣鑿シ覚ス亭テ八ム勢装憲置撹基繊本縛仕艤様:…い：蝋鬮、瀞繍：蝿，： 騨蕊灘鯵鱗1鍵ｉｌｉｌ騨辮1M：鍵㈱鱸蝋 ＲＯＣ－Ｅ－１００ＤＺ ＲRＯＯＥ－１５０ＤＺ 晒磁誘導 加熱磁熱Ｘ装一読装置導剛置１ RＲＯ０Ｃ０－．５Ｃ０ ＲRＯＣ－Ｅ－１００ RＲＯＣ－Ｅ－２００ 2系統出力 RＯＣ－Ｅ－３００ 2系統出力 Ｕｎｉｔｓ (200KＷ） (300KＷ】） (ＸＸＫＷ） 噸加叺 2Em0OI0O ２Ｘ１００ 831０01０0 ２ｘ］１５０ KＷ ＤPｌ ｏo wＷe ｅ噸r一 ｒ｜、｜“｜“ 昨 価 5副０ 1１００ 国司： 3７０ 3７０ KＷＡ AClinePower 65,０0 1３４ 25Ｃ0 268 ＡＣ ｖ ｏｔａｌｇｍ廻～ｅ ｜灯一一 40000～4～８4０８ ０４００400～4８０ ４００～４4８０ ４００～４８Ｃ０ 4４０～4８０ 00０～～４８４０８ ０VoltsＡ｜ 幅ｅ 4４0０0０～４８０ ＨＺ ５０～６０ ５０～６０ ５０～６０ ５０～６Ｃ０ Fｒｅｑｕｅｎｃｙ ５０～６Ｃ０ ５０～６Ｃ０ Ｒｌ姉 ｖゴＳ １３００ｘ６００ｘ５００ ｌI３００ｘ６００ｘ５０Ｃ０ I３００ｘ６００ｘ５００ １３００ｘ６００ｘ５００ Il３００ｘ６００ｘ５００ 畑伽q一UⅧU版BB、 dｉｍｅｎｓｉｏｎｓ 762ｘ７２１ｘ４３６ KUB Ｂ6ｉ８： '２５Ｃ０ 1４５ 3００ 4３０ ４4３3Ｃ0 Ｗｗe ｅi gｇh ｈt ｔ １５～４５ １５～３０ １５～３Ｃ０ KＨＺ frequencyrange２2０0～～５５００ ２０～６０ １５～３０ 4５ 4５ l/ｍ、 flow 1ｅ９ 2４ ２2５ 4Ｃ０ 化順Ｗ趙 ２０～３５ ２０～３５ ２０～３５ ２０～３５ ２０～３５ 、℃℃ ｗａｔｅｒｔｅｍｐ ２０～３５ ﾄnL罰。 鬮臆 |簿:； ＲＯＣ－Ｅ－１００ ￣Ｐ‘ ＲＯＣ－Ｅ－２００ 函 ＲＯＣ－Ｅ－１００ＤＺ(２００ＫＷ） ＲＯＯＥ－３００ 彰JRoC-5。 ＲＯＣ－Ｅ－１５０ＤＺ(３００ＫＷ】 図５電磁誘導装置システムのラインアップ(50KＷから300KＷ） ロツクツール株式会社 お問い合せ info＠roctooLj ｡、炉ワ 〒102-0074束京都千代田区九段南3-7岩１２九段玉川ピル４Ｆ Ｗ 畠 Ｂ ＷＷ TEL：Ｏ３－６２６５－６８８ｇＦＡＸ：Ｏ３－６２６５－６８８４ wroctoolJp ROEibOi- ２０１７/4/1０００