カーボン

ここでは、粉末プレス成形に用いられる粉末材料「カーボン」について、その特徴やカーボンからできている素材・製品などをまとめています。

素材としてのカーボンの特徴

軽量な素材

カーボンは非常に軽い素材で、鉄の比重と比べて4分の1程度の重さしかありません。カーボンは「炭素」とも呼ばれており、炭素原子はどの金属よりも軽いです。実際に、炭素は元素周期表において6番目に軽い原子と表されています。

高剛性に優れている

カーボンは軽量であるのにも関わらず、非常に高い強度を誇るのがポイントです。具体的に、引張強度は鉄の2倍程度を誇り、外からの衝撃に耐えられる高剛性を有しています。また、炭素から成るダイヤモンドのモースコードは10で、鉱物の中でも最大の強度を表しているでしょう。

熱膨張係数が小さい

粉末プレス成形に使われる粉末材料の中には、温度の上昇によって体積や長さが膨張するものがあります。熱膨張係数の大きい材料は温度変化の影響を受けやすく、製品の品質が不均一になってしまうでしょう。

一方で、カーボンのように熱膨張係数の小さい材料は、温度の影響を受けず品質を均一に保つことが可能です。

カーボンを原料とした素材・製品

カーボンファイバー

カーボンファイバーは、炭素繊維に熱硬化性樹脂や金属を加え、高温で焼いて炭化させた素材です。アクリル系繊維を使用した「PAN系炭素繊維」と、石油系素材を使用した「ピッチ系炭素繊維」の2種類が存在します。

PAN系炭素繊維は、カーボンならではの高強度に優れた弾性を加えているのが特徴で、航空宇宙分野や産業分野やスポーツ用品などに用いられているでしょう。ピッチ系炭素繊維は、カーボンの持つ性能と曲げ弾性・引張弾性を兼ね備えており、断熱材や通電性を有したマットなどに用いられています。

グラファイト

「黒鉛」とも称されるグラファイトは、炭素原子だけで構成された素材です。採掘されたままの状態で使われることもありますし、石油や石炭から生成するケースもあります。グラファイトは高い熱伝導性と耐熱性、導電性のほかに、酸やアルカリで融解しないなどの耐薬品性も有しているのが特徴です。

この素材が使われている製品には、えんぴつの芯やトースター、カメラなどが挙げられるでしょう。

カーボンナノチューブ

その名の通りチューブ状の素材で、直径はインフルエンザウイルスと比べて2分の1ほどしかありません。また、アルミニウムよりも軽い素材でありながら、強度は鋼の20倍を誇ります。電流密度耐性は銅の1,000倍で、コンピューターの内部配線などに活用されているでしょう。

カーボンの粉末プレス成形機・メーカー

全自動DRY-CIP（三庄インダストリー）

単純形状はもちろん、高密度粉末成形品の大量生産も得意とするCIP法を採用した粉末プレス成形機です。粉末充填後に型を取り付けるだけで連続成形が可能な「自動ターンテーブル昇降機能」を搭載しているため、生産効率の向上にも役立ちます。

三庄インダストリー
の特徴や粉末成形機の
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粉末成形プレスFK-1型（粉末機械工業）

成型品の品質を保てる準ダイセット方式を導入。プレス部分はオイルバス方式で駆動しているため、耐久性に優れているだけでなく騒音を抑える効果も期待できるでしょう。金型は脱着可能で、装填したまま呼びダイセットを取り換えられます。

粉末機械工業
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