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金型の長寿命化とは?課題と対策・製品を解説

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トリム&フォームにおける金型の長寿命化とは?
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【英語版】MECOSTRIP AU-2プロセス資料
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トリム&フォームにおける金型の長寿命化
トリム&フォームにおける金型の長寿命化とは?
半導体・センサ・パッケージング業界において、リードフレームやリードピンを精密に切断・成形するトリム&フォーム工程で使用される金型は、微細な加工精度と高い生産性が求められます。金型の摩耗や損傷は、加工精度の低下、不良品の発生、生産ラインの停止といった深刻な問題を引き起こします。トリム&フォームの金型の長寿命化とは、これらの問題を未然に防ぎ、金型が本来持つ性 能を最大限に引き出し、より長く安定して使用できるようにするための取り組み全般を指します。これにより、生産コストの削減、生産性の向上、製品品質の安定化に貢献します。
課題
金型摩耗による精度低下
繰り返し行われる切断・成形加工により、金型表面が摩耗し、微細な寸法精度が維持できなくなる。これにより、リードフレームのバリ発生や形状不良が生じやすくなる。
材料の付着・堆積による性能劣化
加工対象物や潤滑剤などが金型表面に付着・堆積し、摩擦係数の増加や加工面の荒れを引き起こす。これにより、加工抵抗が増加し、金型への負荷が増大する。
熱疲労による亀裂・破損
加工時の摩擦熱や材料の塑性変形に伴う熱により、金型材料に熱疲労が生じ、微細な亀裂が発生・進展し、最終的に破損に至る。
頻繁な金型交換による生産ロス
金型の寿命が短いと、定期的な交換作業が必要となり、その間の生産ライン停止による時間的・経済的損失が発生する。
対策
高硬度・高耐摩耗性材料の採用
金型材料自体に、より高い硬度と耐摩耗性を持つ特殊合金や表面処理を施した材料を選定することで、物理的な摩耗に対する抵抗力を向上させる。
表面改質技術による機能付与
金型表面に、低摩擦係数、撥水性、耐薬品性などを付与するコーティングや表面処理を施すことで、材料の付着を防ぎ、滑らかな加工を実現する。
最適化された潤滑・冷却システム
加工箇所への適切な潤滑剤の供給と、効果的な冷却を行うことで、摩擦熱の発生を抑制し、金型への熱的負荷を軽減する。
予知保全と定期的なメンテナンス
金型の摩耗状態や性能を定期的にモニタリングし、劣化の兆候を早期に発見してメンテナンスを行うことで、突発的な破損を防ぎ、計画的な交換を可能にする。
対策に役立つ製品例
超硬合金製金型
高い硬度と耐摩耗性を持ち、金属材料の切断・成形加工において優れた耐久性を示すため、金型摩耗による精度低下を防ぐ。
ダイヤモンドライクカーボンコーティング
非常に硬く、低摩擦係数を持つコーティングであり、金型表面への材料付着を抑制し、滑らかな加工を実現することで、性能劣化を防ぐ。
精密潤滑供給装置
加工箇所へ均一かつ適切な量の潤滑剤を供給することで、摩擦熱の発生を抑え、金型への熱的負荷を軽減し、熱疲労による破損リスクを低減する。
非接触式寸法測定システム
金型の摩耗状態を非接触 で高精度に測定し、劣化の兆候を早期に検知することで、予知保全を可能にし、計画的なメンテナンスや交換を支援する。
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