VibroDyn Vibrational Stress Relief VibroDyn Vibrational Stress Relief バイブロダイン 振動式応力除去装置

製品概要

振動式応力除去装置

バイブロダインは、金属内部の応力を振動エネルギーを用いて軽減・除去する装置です。

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- Resonance Zone Treatment - 共振域処理 -

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 Theory

  • 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。

処理の方法

工程 内容 概念図
共振域の測定 振幅の上昇点の周波数 ( FL1 ) および共振点の
周波数 ( FH1 ) を測定する。
Scan1
加振( 応力除去 )FL1 と FH1 の間の周波数で15分 ~ 30分加振する Run1
共振域の再測定FL2 と FH2 を測定する。 Scan2
再加振( 安定の確認 )共振点の最終測定( 終了の確認 ) Run2
共振点の最終測定( 終了の確認 )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。
Scan3
バイブロダイン処理の概念図

応力の発生原因・問題点

処理可能な材質

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.

処理法

項目

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
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。

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。

適用例

この他に多くの適用が考えられます、貴社の問題についてご相談ください。

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



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