形状加工| セラミックス、石英ガラス、モリブデン部品・製品加工

セラミックスへの形状加工

アルミナ素材

窒化アルミ素材

電着砥石#40

電着砥石#400

MC加工

加工サンプル

ダイヤモンド砥石によるセラミックスの加工

ダイヤモンド砥石によるセラミックスの加工は「ハンマーでコンクリートの壁をたたいて穴をあけること」をイメージするとわかりやすいです。「ダイヤモンドという無数の小さなハンマー」でセラミックスの壁をたたき割って研削加工しています。

ハンマーには大小があります。また、形状も平らなものや先が尖ったものがあり、力強く打ちたい時は大きく平らなハンマーを、正確に打ちたい時は小さく先の尖ったハンマーを使います。ダイヤモンド砥石も同様です。ダイヤモンド砥粒にも大小（番手で区分けしています）があります。形状も、寿命が長持ちする角が鈍角のものや、切れ味重視の尖ったものがあります。効率が必要な荒加工にはカケにくい形の大きなダイヤ粒子を使い、精密な加工には先の尖った切れ味の良い小さな砥粒を選定します。

ハンマーの材質には鉄、銅、プラスチックなどの種類があります。ダイヤモンド砥石にもハンマーの材質に相当する砥石のボンドの種類で、電着、メタル、レジン、ビトリファイドなどあります。
効率良く加工したい荒加工には、鉄ハンマーに相当する硬いボンドのメタルやビトリファイドボンドが向いており、仕上げ加工や石英のようにカケやすい素材にはソフトなレジンボンドの砥石が適しています。
ハンマーの使い方ですが、大きなハンマーでゴンゴンと力強く打ち込む時もあれば、小さなハンマーでコンコンと正確に打つ時もあります。

ダイヤモンド砥石によるセラミックスの加工においても、荒加工では荒い砥粒の砥石を使用し比較的低速回転で深く切り込みを入れて効率を優先します。一方、仕上げ加工やカケやすい素材では、切れ味の良い小さな砥粒の砥石を使用し高速回転で小さな切り込みを入れて正確に加工します。

加工可否、製品精度、外観品位、加工比率について

加工方法により、加工可否、製品精度、外観品位、加工効率が大きく異なってきます。
ダイヤモンド砥石によるセラミックスの加工は、非常に奥の深い加工です。
弊社ではセラミックスの特性に合わせ、ダイヤモンド砥石を自社設計し、メーカーに特注あるいは社内製作して使い分けています。

セラミックスへの形状加工事例

形状加工例スリット成形型

アルミナ材（50x40xt20）からの彫りこみ加工厚みt0.2

石英ガラス・シリコンへの形状加工

石英素材

シリコン素材

レジンボンド砥石

ビトリファイド系研削砥石

MC加工

研磨加工

加工サンプル

クラック・ワレに特に注意の必要な加工

石英ガラスやシリコンは、一般的なセラミックスより軟らかいため効率良く加工できます。
しかし、効率良く加工ができる分、多量の研削粉によって砥石のダイヤモンド粒子が隠れてしまう「目詰まり」に注意が必要です。

やはり、石英ガラスやシリコンの加工で一番の注意ポイントはワレやすいことです。
ダイヤモンド砥石で石英ガラスを加工するのは、ダイヤモンド粒子という小さなハンマーで石英ガラスをたたき割って削るイメージですので、マイクロクラックが無数に発生しています。ここに加工による無理な力がかかると、マイクロクラックが成長してクラックとなり、ワレが発生します。

弊社では、石英ガラスへの加工は出来るだけ素材へのダメージがソフトになるよう意図しています。
具体的には工具の振れの管理、ダイヤ粒子の高番手、尖ったダイヤ粒子形状、ソフトなボンド砥石の使用です。
加工条件は、砥石1回転当たりの切り込みを少なくして加工を行います。

製品エッジ部にはC面取り又はR加工が必要です。
面取りが無い場合、シャープエッジに残っているマイクロクラックよりクラックが延び、ワレの原因となります。
特にシャープエッジが必要で「シャープエッジであること」の指定がない場合、弊社ではエッジに糸面取り加工を施しています。

石英ガラスの特徴である透明度が要求されるときは、ラップ、ポリッシング加工を行います。弊社では協力会社に依頼しております。