スロベニアの顧客向けのカスタム 2.4879 真空炉トレイ | FH® アロイ

スロベニアの顧客向けのカスタム 2.4879 真空炉熱処理トレイ
顧客事例 |構造の再設計、製造、納品
お客様の所在地: スロベニア
製品: カスタム真空炉熱処理トレイ
素材: 2.4879 耐熱合金
最高温度: 1060℃
冷却方法: 3バール窒素ガス冷却
必要な耐荷重: トレイあたり 250 kg
数量: 最下段トレイ 1 枚 中間トレイ 2 枚
プロジェクトの範囲: 再設計→3Dモデリング→製造→最終検査→納品
メーカー: 無錫順騰方湖合金技術有限公司 (FH® 合金)

プロジェクト概要
FH® Alloy は、スロベニアの顧客から、2.4879 耐熱合金から製造されたカスタマイズされた真空炉熱処理トレイについての問い合わせを受けました。

お客様は以前に当社が提案したトレイのコンセプトの 1 つを検討していましたが、元のソリューションは用途には重すぎると考えていました。新しいプロジェクトでは、トレイあたり 250 kg という厳しい負荷要件も満たしながらトレイを再設計するよう FH® Alloy に依頼しました。

同時に、顧客は新しいトレイに、当初の寸法コンセプトと比較して、より厚いセクションの厚さを使用するよう要求しました。

これにより、工学的に次のような重要な課題が生じました。
過剰な材料や不必要な重量だけに頼らずに、耐荷重能力と構造の安定性を向上させる方法。
お客様の炉の状態、負荷要件、寸法目標に基づいて、FH® Alloy は 2 つの新しいトレイ設計を開発しました。

• 底トレイ1個
  
• 中間トレイ2枚
  

最終的な 3D モデルは、製造、最終検査、出荷の基礎として使用されました。

顧客の要件
お客様は、次の動作および設計要件を提供しました。

元のリクエストされた寸法は次のとおりです。
下部トレイ:
1100×60×25mm
中間トレイ:
550×880×25mm
さらなるエンジニアリングレビューと顧客との議論を経て、最終設計が修正されました。

最終設計寸法
下部トレイ
最終的なサイズ:
1100×60×35mm
数量:
1個
このデザインは最初の 3D モデルに示されています。

中間トレイ
最終的なサイズ:
880×550×40mm
数量:
2個
このデザインは 2 番目の 3D モデルに示されています。
増加したセクション寸法は、構造強度とトレイあたり 250 kg の耐荷重に関するお客様の最新の要件に基づいて、最終設計に組み込まれました。

エンジニアリングの課題: 重量と耐荷重
このプロジェクトの最も重要な側面の 1 つは、トレイの重量と構造性能の関係でした。
お客様は以前、以前に推奨されたトレイ ソリューションが重すぎると考えていました。

ただし、新しい設計では次のことも必要でした。

• より高い耐荷重、
  
• より厚い構造セクション、
  
• 1060℃でも安定した性能、
  
• 繰り返しの窒素冷却サイクルに対する耐性。
  

単に材料を追加するだけでは、理想的なエンジニアリング ソリューションとは言えません。
したがって、FH® アロイは、制御なしで質量を増やすのではなく、トレイの構造効率を向上させることに重点を置きました。

デザインには以下のバランスをとる必要がありました。
トレイ重量 断面厚さ 高温強度 250kg 耐荷重

真空炉の運転条件
トレイは、以下の温度での真空熱処理を目的としています。
1060℃
続いて:
3バールの窒素ガス冷却
この動作環境では、炉の設備に厳しい要件が課されます。

トレイは、次の場合に構造的安定性を維持する必要があります。

• 高温加熱、
  
• 浸かって、
  
• 温度下での耐荷重、
  
• 窒素ガス冷却、
  
• そして繰り返される熱サイクル。
  

これらの要素は再設計段階で考慮されました。

2.4879 が使用された理由
顧客はプロジェクトに 2.4879 を指定しました。
2.4879 は、優れた熱的および機械的性能が要求される要求の厳しい高温産業用途で使用されます。

炉設備の場合は、適切な高温合金であっても次の場合に変形する可能性があるため、材料の選択を構造設計とともに考慮する必要があります。

• セクションが弱すぎる、
  
• サポートされていないスパンが長すぎます。
  
• 負荷が集中し、
  
• またはトレイの形状が最適化されていません。
  

したがって、このプロジェクトでは、FH® アロイは材料と構造を 1 つのエンジニアリング システムとして扱いました。

下部トレイ Design
最初の最終デザインは下部トレイです。
トレイは、複数の相互接続されたサポートセクションを備えたオープン耐荷重構造を使用しています。

設計には以下が組み込まれています。

• 強化された周囲構造、
  
• 分散された耐荷重リブ、
  
• 複数のサポートポイント、
  
• 専用の接続/位置決めエリア。
  

目的は、250 kg の荷重をトレイ全体に分散させ、高温使用時の過度の応力集中を軽減することでした。

中間トレイの設計
2 番目のデザインは中間トレイで、最終的なサイズは次のとおりです。
880×550×40mm
トレイは緻密な連続気泡構造を採用しています。

この設計は、以下を組み合わせるのに役立ちます。

• 負荷分散、
  
• 不要な固体質量を減らし、
  
• 炉内雰囲気循環、
  
• ガス冷却のアクセシビリティ、
  
• そして構造的なサポート。
  

この形状は、顧客の要求する炉の装填配置に合わせて特別に開発されました。

窒素冷却のための開放構造設計
トレイは 3 Bar 窒素ガス冷却で使用されるため、オープンな構造レイアウトが重要です。
オープンセル設計により、冷却ガスが密閉構造または過度に固体の構造よりも効果的にトレイを通過できます。

これにより次のことがサポートされます。

• より均一なガス循環、
  
• 負荷がかかる部品の周囲をより効果的に冷却し、
  
• 炉内の不要な障害物を減らします。
  

オープン構造は、完全に固体のトレイと比較して、材料の使用量を削減するのにも役立ちます。

トレイあたり 250 kg に耐えるよう設計
お客様は特に次のことを要求しました。
各トレイの耐荷重は 250 kg
この要件が再設計の中心でした。

FH® アロイは、以下に基づいて耐荷重構造を評価しました。

• トレイの形状、
  
• サポート配布、
  
• 断面の厚さ、
  
• 材料、
  
• 高温動作条件。
  

R 250kgという数値を室温静荷重としてのみ扱うのではなく、実際の炉での使用を念頭に置いて構造を開発しました。

お客様のフィードバックから最終設計まで
このプロジェクトは、顧客のフィードバックを新しいエンジニアリング ソリューションに変換する方法を示します。
このプロセスは、顧客が重すぎると考えた以前のコンセプトから始まりました。

新しい開発プロセスは次のとおりでした。
以前のデザインのフィードバック
↓
新しい積載要件
↓
更新された厚さ要件
↓
真空炉の状態確認
↓
構造の再設計
↓
最終的な 3D モデル
↓
製造業
↓
最終検査
↓
配送
このアプローチにより、FH® Alloy は以前のコンセプトを単に再現するのではなく、新しいソリューションを開発することができました。

製造業
最終設計が確認された後、FH® Alloy は以下の生産を進めました。

• 底トレイ1個
  
• 中間トレイ2枚
  

すべてのコンポーネントは、承認されたエンジニアリング モデルと顧客の要件に従って製造されました。

生産は以下の制御に重点を置きました:

• 寸法精度、
  
• 構造幾何学、
  
• 重要なサポート領域、
  
• 最終的なデザインとの全体的な一貫性。
  

最終品質検査
FH® Alloy は出荷前に、完成したトレイの最終検査を実施しました。
検査には次の内容が含まれていました。
寸法検査
主要な寸法とセクションの高さを承認された図面と照合して検証します。
構造検査
耐荷重構造、サポート領域、トレイ全体の形状をチェックします。
外観検査
全体的な製造状態と表面品質のレビュー。
図面の適合性
完成したトレイが承認された 3D エンジニアリング設計と一致していることを確認します。
検査が完了した後、トレイはスロベニアの顧客への出荷の準備が整いました。

プロジェクトの仕様

プロジェクトのハイライト
顧客のフィードバックをもとにした再設計
新しいトレイは、お客様が以前のコンセプトが重すぎると考えたことを受けて開発されました。
250kgの耐荷重要件
各トレイは、必要な耐荷重 250 kg を満たすように再設計されました。
構造の厚さの増加
最終的な設計には、顧客の最新の要件に従ってセクションの厚さが増加しました。
真空炉への応用
トレイは 1060°C での動作と 3 Bar の窒素ガス冷却用に設計されました。
プロジェクトの完了
FH® アロイはプロセス全体を担当しました。
再設計→3Dモデリング→製造→検査→出荷

標準的な炉トレイ以上のもの
このプロジェクトは、カスタマイズされた炉ツールを材料グレードや外形寸法だけに従って選択すべきではない理由を示しています。

トレイ設計を成功させるには、次のことを考慮する必要があります。

• 動作温度、
  
• 冷却方法、
  
• ワーク負荷、
  
• トレイ自重、
  
• 構造的な厚さ、
  
• サポートレイアウト、
  
• 長期的な変形の危険性があります。
  

FH® アロイは、カスタマイズされた熱処理ツールを開発する際に、これらのパラメータを組み合わせます。

FH® アロイによるカスタム真空炉トレイ
無錫順騰方湖合金技術有限公司 (FH® 合金) designs and manufactures customized high-temperature furnace tooling, including:

• 真空炉用トレイ
  
• 熱処理トレイ
  
• 炉用バスケット
  
• 熱処理治具
  
• ベーストレイ
  
• 中間トレイ
  
• 連続炉ツーリング
  
• ピット炉設備
  
• カスタム耐熱合金コンポーネント
  

私たちはお客様を以下からサポートします。
動作条件検討→構造設計→3Dモデリング→製造→検査→納品

炉トレイの重量または耐荷重を最適化する必要がありますか?
既存の炉トレイが次の場合:

• 重すぎる、
  
• 変形しやすい、
  
• 必要な荷重をサポートできない、
  
• または現在の炉プロセスには適さない、
  

FH® アロイは、既存の設計を評価し、最適化された代替品を開発できます。

エンジニアリング評価の場合は、以下を提供してください。

• 炉の種類、
  
• トレイの寸法、
  
• 材料、
  
• 最高温度、
  
• 冷却方法、
  
• 必要な負荷、
  
• 既存のトレイの重量、
  
• 既存のサービスの問題、
  
• 可能であれば図面や写真も。
  

FH® Alloy は、実際の炉の条件と負荷要件に基づいてカスタマイズされたソリューションを開発できます。