粉末成形機の駆動方式について

粉末成形機の導入において、駆動方式の選定は完成品の品質や生産効率を左右する重要なポイントです。本記事では、油圧プレス方式、機械式、サーボ電動式、ハイブリッド式の特徴と具体的な選び方を解説します。

油圧プレス方式の特徴

油圧プレス方式は、成形品の密度を均一に保つことに優れています。

荷重制御によって成形金型へのプレス圧をコントロールし、加圧速度や加圧力の調整、そして加圧力の保持が容易に行えます。

一方で、ストローク位置を機械的に正確に決めることは難しく、生産能力は機械式に劣ります。厚みや高さを揃えるためには、粉末の充填重量を測定して常に一定にする工夫が必要です。

したがって、生産量よりも成形品密度の均一性を最優先する用途に適しています。

機械式（メカプレス）の特徴

機械式（メカプレス）は、成形品の厚みや高さを正確に一定に保つことに優れています。

ストローク制御を採用しており、ストロークの最終位置を正確にコントロールできる点が特徴です。

粉末の充填量に関係なく寸法精度を出せるため、生産能力に優れています。ただし、加圧速度や加圧力の調整が困難であり、粉末の流動性が悪いと金型内での充填に粗密ができ、密度に大きなバラツキが生じます。

そのため、高さ精度が要求される小型部品の大量生産に最も有利な方式です。

サーボ電動式の特徴

サーボ電動式は、極めて高い精度と再現性で一貫した高品質な生産が可能な方式です。

各軸の動きを自由にプログラムし、サーボモーターによる閉ループ制御で正確なコントロールを行えます。

油圧作動油が不要なためクリーンな環境を維持でき、待機時電力の削減や回生エネルギーの利用により油圧比で消費電力を大幅に削減できます。機種によっては、下部駆動式の採用により設備の全高を抑え、設置ピットを不要にしたものもあります。

複雑な形状の精密な成形と、環境に配慮した省エネ・クリーンな工場を実現したい場合に向いています。

ハイブリッド式の特徴

ハイブリッド式は、油圧でありながらサーボ電動式と同等の高度な数値制御が可能な方式です。

サーボモーターで油圧ポンプを制御することで、油圧の高い加圧力とサーボの精密な制御・省エネ性を両立している点が特徴。

そのため、油圧の力強さを活かしつつ、細かな条件設定や工程改善による生産性向上を図りたい場合に適しています。

それぞれの方式ごとの選び方まとめ

粉末成形機を選定する際は、成形品の「形状・サイズ・生産量・粉末原料の流動性」を明確にした上で判断します。完成品の品質や用途によって、適切な駆動方式が明確に分かれるためです。具体的には以下の基準で選定するとよいでしょう。

• 生産量よりも成形品の「密度」を均一に保ちたい場合は「油圧プレス方式」を選定。
• 成形品が小さく、高さの寸法精度と「大量生産」を求める場合は「機械式（メカプレス）」を選定。
• 複雑な形状の一貫生産や、油を使わない「省エネ・クリーンな環境」が必要な場合は「サーボ電動式」を選定。
• 油圧の力強さと細かな数値制御・省エネを両立させたい場合は「ハイブリッド式」を選定。

これらの判断基準を元に、自社の生産目的と求める品質に最も合致する成形機を探しましょう。