振動式応用力除去装置

  • バイブロダイン

    金属加工・溶接・鋳造等で加熱・冷却すると
    その表面下には応力が発生し
    後々歪み・クラック等のトラブルが発生します。
    一般的にこれらの応力は熱処理によって除去されますが、
    バイブロダインではワークに特殊な機械的振動を加えることで
    同等の効果を得ることが可能です。
    また、バイブロダイン処理は熱処理に比較して
    短納期で設備費・処理費は1/10以下と経済的な上、
    エネルギー消費量は1/100以下と地球環境に優しいエコマシンです。
    バイブロダインは新しい振動式金属内応力除去・金属安定化装置です。

バイブロダイン処理の原理
金属に残留応力がある場合、その金属原子の構造には欠陥があり熱処理では熱エネルギーを加えることによって、
またバイブロダイン処理では振動エネルギーを加えることによって、 金属原子の運動を活発にし原子構造の欠陥を補正します。
また、下記の３つの理論が報告されております。
3つの理論
① 効果的な振動数 共振点での振動が効果的
② 共振点の移動 応力が軽減されると同時に共振点は下る
③ 共振点の安定 応力が除去されると共振点は安定する
そこで、バイブロダインではワークの振動数を少しずつ上げた場合の振幅が上昇を始める点の 振動数 ( FL:Frequency Low ) と、
共振点の振動数 ( FH:Frequency High ) の間の 共振域 ( Resonance Zone ) を往復する振動数で加振処理します。

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    工程 内容 概念図
    ① 共振域の測定 Scan1
    振幅の上昇点の周波数 （ ＦＬ1 )
    および共振点の周波数 （ ＦＨ 1 ) を測定する。
    ② 加振（ 応力除去 ） Run1
    FL1とFH1の間の周波数で15分～30分加振する
    ③ 共振域の再測定 Scan2
    ＦＬ2とＦＨ2を測定する。
    ④ 再加振（ 安定の確認 ） Run2
    ＦＬ2とFH2の間の周波数で5～10分加賑する。
    ⑤ 共振点の最終測定（ 終了の確認 ） Scan3
    FH3を測定する。
    FH3がFH2と一致したら処理終了。
    一致しなければ、FHnがFHn-1と一致するまで
    ④→⑤を繰り返す。

応用力の発生原因・問題点
応用力の発生原因・問題点

  • 低・中・高炭素鋼、合金鋼、工具鋼、ステンレス鋼、マンガン鋼、インコネル、アルミニウム合金、チタニウム合金
    鋳鉄、鋳鋼、アルミダイカスト・鋳造品、鍛造品およびこれらの溶接構造物、その他。

熱処理とバイブロダインの比較
No. 熱処理 バイブロダイン
1 ワークの搬送 ワークを専門業者に搬送するための
時間と費用が掛かる。		 ワークの近くに装置が移動するため、
ワーク搬送のための時間と費用が不要。
2 ワークのサイズ 焼鈍炉に入らないサイズ、重量のワークは
処理できない。		 大きなサイズ、重量物も数回に分けて処理可能。
3 処理時間 処理に長時間必要で納期が問題となる。 一般的には１時間以内で処理が終了するため
短納期である。
4 ワークへの問題点 硬度変化、酸化、スケール等の発生を伴う。 硬度変化、酸化、スケール等が発生しない。
5 設備費 高価な設備が必要。 設備費は熱処理に比較して1/10以下。
6 熟練度 高度な技術と熟練を必要とする。
 操作が簡単で技術・熟練が不要。
7 対地球環境 電気、ガス、重油等のエネルギー消費が
大きく地球環境に悪影響がある。		 熱処理に比較して1/100程度のエネルギー消費で
地球環境に優しい。
用途

  • A 機械加工

    機械部品、金型等の粗加工前の素材および仕上げ加工前に処理することによって 寸法精度が上がり加工の工程を短縮できます。
    また、精密加工後に処理することによって、稼動後に発生する歪み、割れ等を予防し疲労強度を改善します。

  • B 溶接

    アルゴン・アーク・ガス・プラズマ等の溶接開始時から冷却時まで加振することによって、溶着金属の結晶粒子が微細化溶接強度の向上、歪み・クラックを予防し疲労強度を改善します。また、溶接時の溶接電流および予熱後熱の温度を下げることが可能です。

  • 溶接写真
  • 溶接写真02
  • アルミダイカスト

    Ｃ アルミダイカスト・鋳造金型

    アルミダイカスト・鋳造金型の表面はその生産1ショット毎に
    加熱(膨張)、冷却(収縮)が繰り返えされ応力が蓄積し
    ヒートチェックが発生します。
    そこでバイブロダイン処理ではその半分程度のショット数毎に
    金型を定期的に加振処理し応力を軽減し金型の寿命を
    伸ばします。
    また、同時に金型の歪を抑えることによって、製品の精度を
    保つことが可能です。

用途
業種 部品名 重量
（kg)		 材質 目的・効果
ダイカスト アルミダイカスト金型 500 SKD-61 ヒートチェック予防、製品精度向上、金型製作時および
稼動後定期的に、また溶接補修時に処理し型寿命の延長
鋳 造 鋳造製品 30 FC, ADC 鋳造直後または加工前後に処理し精度の向上、工数の低減
金型製造 プラッスチック成形金型 2,000 SKD-61 加工前後に処理し加工精度の向上と工数の低減
設計変更等による肉盛溶接時に処理し歪みの予防
補修溶接 鍛造機ラム 5,000 SC ラムのクラックを補修溶接開始から冷却時まで処理し、
予熱・後熱の温度を下げ歪み、二番割れを予防
バルブ製造 大型バルブ 1,000 SUS
鋳物		 加工前後に処理しシート面とゲートの摺合せ精度向上
自動車製造 自動車外板プレス型 3,000
 FCD 加工公差の向上、工数の低減
肉盛溶接時に処理し溶接後、稼動後の歪みの防止
工作機械 スライドレール 5,000 FC 研削精度向上、加工工数の低減と輸送時、稼動後の歪み防止
タンク製造 タンク架台 10,000 SS 溶接組立時に処理し精度の向上
産機製造 鋼板コラム 7,000 SS 溶接時に処理し溶接性、精度の向上
発電機製造 タービンハウジング 25,000 ＦＣ 鋳造直後または加工前後に処理し精度の向上、工数の低減
稼動後の歪みの発生防止
建機修理 バケット 1,000 Mn合金 接合および肉盛溶接時に処理して歪み、クラックの予防
造 船 アルミボード船体 アルミ アルミ溶接時に処理して溶接性の向上、歪みの防止