精密表面処理
機械的特性、寿命、耐食性を向上させるため、公差の厳しい精密部品の表面処理に優れている。
市場の品質基準がますます厳しくなり、精密な表面処理工程の重要性が飛躍的に高まっています。 理由は明確で、表面処理によって金属部品の美観が向上することはもちろん、機械的・物理的特性、耐食性、寿命などが向上することは間違いないです。 これらの処理は、部品が大きなストレスや攻撃的な薬剤にさらされる環境で使用される場合や、製品に特別な取り扱いが必要な場合に必要とされることが多い。
今日の製造業は、金属部品メーカーに極めて一貫した信頼性の高いプロセスを求めて いることは事実である。このほか、現在の市場の要求によれば、部品の長期耐久性を再現し、性能を保証することが、幅広い産業における精密部品の品質を安定させるために必要である。
精密な表面処理加工が必要な部品には、工具、トランスミッション部品、タービン、機能的な用途を持つフィッティング部品などがあります。
DLyteは、この種の部品において、表面の平坦性、平滑性、幾何学的な精度を高い水準で実現することが可能です。 その精度、低い材料除去量、エッジ保存性から、自動処理では不可能なエッジを完全に残した優れた表面仕上げや厳しい公差が必要な部品に特に適しています。 乾式電解研磨は、バッチ間で一貫した結果を保証する自動化されたプロセスを可能にします。
精密仕上げの成功事例
共通アプリケーション
スムージング
滑らかな仕上げは摩擦損失をカットし、ベアリング比を改善し、摩耗を最適化し、エネルギー消費と騒音を最小限に抑えます。
DLyteによる金属表面の平滑化
工業用部品は通常、その機能を満たすために平滑な表面を必要とします。 金属加工品の平滑化は、前処理工程による凹凸だけでなく、研削痕や傷の除去、鋳物や鍛造品の表面を平坦にするためにも必要です。 トランスミッション、タービン、バルブ、ベアリング、成形工具、スピンドルなどの可動部品の場合、滑らかな仕上げにより摩擦損失が削減されます。
DLyte 表面仕上げは、スチール、ステンレス鋼、アルミニウム、真鍮などのさまざまな材料で作られたワークピースの金属表面を選択的に滑らかにし、希望の表面品質にします。平滑化操作により、部品の美観と品質認識が向上し、磨耗が最適化され、エネルギー消費と騒音が最小限に抑えられます。
乾式電解研磨プロセスにより、表面全体に均一な結果が得られ、微細な傷やフライスラインが排除されます。 このシステムは、ミクロおよびマクロレベルで効率的に機能します。負の表面歪み(rsk)を強化し、表面ベアリングの接触面積を増やし、潤滑油膜の均一な分布を可能にし、ベアリング比を向上させ、金属部品間の摩擦と騒音を低減します。
さらに、乾式電解研磨では公差が尊重され、刃先も含めて部品の初期形状が維持され、研削テクスチャ パターンの生成が回避されます。 高い粗さ低減率と腐食に対する保護を提供します。
共通アプリケーション
鏡面仕上げ
鏡面仕上げとは、高度に研磨された仕上げのことで、金属表面が明るく輝いて反射するのが特徴です。 微細な傷やミリングラインを除去します。
DLyteによる鏡面仕上げ
鏡面仕上げとは、高度に研磨された仕上げのことで、金属表面が明るく輝き、反射するのが特徴です。 建築、交通、消費財などの美的部品や、ファッションやラグジュアリー産業向けの金属部品だけでなく、食品、製薬、医療向けに生産される金属部品にも見られます。 鏡面仕上げは、見た目の美しさだけでなく、研磨加工によって表面の傷を徐々に取り除くことで、汚れや細菌などの汚染物質が含まれる可能性のある金属の凹みや溝を減らすことができます。 その表面は、洗浄が容易で、耐食性に優れ、設計上の欠陥の発見が可能です。
美観が大幅に向上するだけでなく、鏡面仕上げされた部品は、粗い表面に比べて汚染の影響を受けにくい。 滑らかな表面は、機械的な用途で異なるグリットで作業し、金属から傷や傷を徐々に取り除くことで実現します。 例えば、より専門的な用語では、鏡面仕上げ鋼のRa指数は0.15(6マイクロインチ)から0.3(12マイクロインチ)- Raの間である。 すなわち、金属表面の微細な山や谷を測定する粗さ平均に関するもので、数値が低いほど山や谷が少ない、あるいは小さいということになり、研磨した金属表面がより滑らかで輝いて見えることになります。
乾式電解研磨は、表面全体に均一な仕上がりを実現し、微細な傷やミリングラインをなくすことができます。 ミクロとマクロで効率的に機能します。 また、表面の負の歪度(rsk)を高めることで、表面の軸受接触面積を増やし、潤滑油膜の均一な分布を可能にし、軸受比の向上や金属部品間の摩擦を低減します。 さらに、乾式電解研磨では公差が尊重され、刃先も含めて部品の初期形状が維持され、研削テクスチャ パターンの生成が回避されます。 クラス最高の表面粗さ(Ra0.01μm以下)と耐腐食性を実現しています。
鏡面仕上げの成功事例
共通アプリケーション
デバリング
従来の仕上げ技術に適さない鋭利な部品や壊れやすい部品から、エッジを丸めたり部品を傷つけたりすることなくバリを除去します。
Dlyteでバリ取り
バリ取りは、以前の機械加工プロセスで残ったバリを除去することにより、製品の最終品質を向上させる材料修正プロセスです。 DLyteは、従来のタンブリングや振動仕上げでは対応できない複雑で壊れやすい金属部品から、小さなバリを除去する効果的な自動プロセスです。
乾式電解研磨技術は、現在のバリ取り技術の成果を向上させるものです。 液体電解研磨と固体粒子を用いた研磨の壁を乗り越え、イオン交換による材料除去を実現しました。 研磨剤不使用のため、エッジが丸くなることはありません。 1回の工程でバリや表面の汚れを除去し、耐食性や表面品質を向上させることができます。
バリとは、工具や機械の働きによって物体に残された鋭い欠点、粗い縁、隆起と定義することができる。 平滑な加工面の機能や外観に悪影響を与える不純物です。 バリとは、材料を曲げたり、切ったり、貫通させたり、剪断したり、圧縮したりすることで生じるもので、延性材料や軟質材料に多く見られる。 破壊に至るまで曲げやせん断の力が加わると、金属や合金は塑性変形により硬化することがあります。 エッジに沿った部分が曲げられたり、押し出されたり、伸びたりします。 これらの押し出しや伸びは、主に金属工具の入り口、側面、出口などの切れ刃に現れます。
バリがあると、製造された金属製品の品質に影響を与え、表面が平滑でなくなることがあります。 さらに、金属表面にバリがあると、いくつかの問題が発生します。 実際、このような欠陥は、部品の適合や組み立てを妨げ、腐食や疲労、亀裂のリスクを高め、汚染を引き起こす可能性があり、部品の美的効果に悪い影響を与え、オペレーターやエンドユーザーの安全上の危険を引き起こす可能性があります。 そのため、食品、医薬品、医療、航空宇宙分野など、要求の厳しい部品の加工にはバリ取りが欠かせません。
技術的なメリット
乾式電解研磨技術は、部品の小さなバリを除去するために特別に推奨される新しい電気化学的プロセスです。 乾式電解研磨は機械的な処理ではないので、金属の硬さはバリの除去に関係ありません。 さらに、焼きなましや焼き入れを施した金属部品にも適しています。 そのため、乾式電解研磨は、すべての製造工程の後に最終的なバリ取りを行うことができます。
一方、乾式電解研磨は、歪みがありません。 現在、製造されている金属製品の主な部分は、重要な微細加工が施されていたり、より壊れやすく軽い素材が使われています。 その際、タンブリングやバイブロフィニッシュなどの大量仕上げでは、反りや歪みが発生し、微細な仕上げに傷をつけてしまうことがあります。 乾式電解研磨品は、研磨剤による応力の影響を受けず、また、研磨剤同士がぶつかり合うこともありません。
経済的・環境的メリット
丸め
切れ刃の形状は、工具が受ける熱機械的応力を決定する。 コントロールされたエッジの準備で、その寿命を延ばします。
DLyteで刃先を丸く加工
刃先の丸みは,刃先半径や刃先処理とも呼ばれ,金属加工における切削工具の刃先の微細設計や形状に関する重要なパラメータの1つです. 刃先形状は、工具が受ける熱機械応力を決定し、刃先処理を行うことで工具寿命、切削性能、加工面品位を向上させることができます。
硬い材料は脆く、鋭い刃先はすぐに剥がれ、摩耗しやすいため、特定のマイクロメートルの値に刃先を丸めることで、切削工具の工具寿命を50%以上向上できることがいくつかの研究で示されました。 刃先の準備不足から発生する問題を認識するために、早期の故障や加工部品の表面品質の低下を防ぐことができます。 エンドミルは、チッピング、材料の付着、コーティングの剥がれ、ビルドアップエッジの兆候があります。
DLyteは、エンドミル、超硬チップ、超硬リーマーの 刃先を、メーカーの要求する特定の半径に丸め、同時にフルートの表面品質を向上させ、より速いチップフローとチップ量の増加を可能にする効果的な自動プロセスです。 乾式電解研磨技術は、現在の丸み付け技術の仕上がりを向上させるものです。 超硬合金のような硬い素材でも、固体粒子を用いてイオン交換により素材を除去することで、研磨の壁を乗り越えることができるのです。 非研磨処理であるため、フルートとエッジのRのバランスが良く、工具寿命が長くなり、工具の摩耗が少なくなります。
DLyteはコーティング後に切削工具を加工することができるため、工具表面を滑らかにし、切屑排出率、工具寿命、加工面の品質を向上させることができます。
ラウンドサクセスケース
共通アプリケーション
耐腐食性
耐食性の向上、埋没した遊離鉄、汚染物質、ヒートティントや酸化スケールの除去、表面粗さの低減をワンステップで実現します。
乾式電解研磨による耐腐食性の向上
耐食性とは、環境中の化学反応によって金属が本来持っている特性が劣化することを表すパラメータです。 この用語は、金属や合金の化学組成だけでなく、ファスナーの設計、表面品質、応力集中、亀裂など、多くの要因によって定義されます。 塩化物イオン濃度、腐食環境の化学組成、温度、pH、圧力、酸化剤などの環境要因も耐性を決定する上で重要です。
乾式電解研磨は、チタン、コバルトクロム、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属片から薄い層を除去する電気化学的な仕上げプロセスです。 この技術は、金属部品の耐食性を高め、表面品質を向上させる方法として好まれています。 この技術により、金属部品は不動態化処理に比べ30倍の耐食性を持つことになります。 そのため、耐食性を向上させる方法として、不動態化処理に代わって好まれるようになりました。 さらに、埋没した遊離鉄、汚染物質、ヒートティントや酸化スケールを一度に除去し、表面の粗さを低減することが可能です。
不動態化とは、ステンレス部品の耐食性を向上させるための化学的な金属仕上げ処理です。 このような金属の場合、不動態化処理ではクエン酸や硝酸を用いて、表面に付着した遊離鉄などの鉄系汚染物質を除去します。 この化学処理により、空気と化学反応して腐食しにくい保護酸化膜が形成されます。 不動態化は、処理する金属部分を酸の浴槽に浸すことで行われます。 この物質が表面の遊離鉄などを溶かして金属をきれいにし、クロムを再酸化させます。
なぜ乾式電解研磨は不動態化よりも腐食防止に優れているのか?
先に見たように、電解研磨と不動態化は、いずれも耐食性を高めることができる方法である。 ともあれ、似たようなことはここで終わりです。 これらは、不動態化処理と比較した場合の電解研磨処理の主な利点の一部である:
- 乾式電解研磨は、不動態化処理の30倍以上の耐食性向上効果があります。
- 乾式電解研磨で輝きと磨きを同時に実現できます。
- すべてのグレードのステンレス鋼に有効です。
- バリ取りにも適しています。
- 金属部品を同時に不動態化し、表面品質を向上させます。
- 乾式電解研磨は、チタンやニチノールなど、不動態化できない金属合金に適しています。
- 微細加工性、耐食性を向上させます。
- ヒートティントや酸化スケールを除去します。
- 乾式電解研磨は、不動態化処理とは異なり、前洗浄を必要としません。
腐食防止や表面改質のために、液体電解研磨よりも乾式電解研磨が優れているのはなぜでしょう?
機器の耐食性は、最適な合金の選択だけでなく、材料の正しい処理に依存します。多くの用途では、耐食性の要求を達成するために、平滑化、バリ取り、研磨の後に表面処理を行う必要があります。
乾式電解研磨は、金属片の粗さを一度に大幅に除去し、耐食性を向上させることができる唯一の技術であり、同時に製造工程での工程数を減らすことができます。 これに対し、従来の電解研磨では、初期粗さに対して50%程度の粗さしか低減できませんでした。
経済的・環境的メリット
耐腐食性成功事例
共通アプリケーション
AM ポストプロセッシング
公差を失うことなく、アディティブパーツの表面仕上げを自動化することができます。 粗さ低減と形状維持のベストバランスです。
付加製造部品の後処理
アディティブ・マニュファクチャリング(AM)は、材料を必要な場所に制御しながら層ごとに堆積させる生産プロセスです。 この技術により、従来は不可能だった新しい形状を持つ部品の製造が可能になりました。
また、従来の製造技術に比べ、金型製作などの中間工程を削減できるため、短納期・低コストで部品を入手できるほか、試作品やカスタム製品も可能です。
AM部品の後処理は、AM部品製造の総コストの約30%、総工期の約50%を占めると言われています。 表面仕上げの自動化手順がないことは、従来の製造業と比較して、AM産業の発展にとって大きな障壁となっています。
DLyteは、金属積層造形部品の表面仕上げを自動で効率的に行い、部品の性能や寿命を飛躍的に向上させます。 乾式電解研磨に基づく特許技術により、形状を変えずに表面を大幅に改善することができます。
DLyte表面処理は、金属表面を選択的に改善し、ワークピースの所望の表面品質に導きます。 また、ニッケル合金、チタン合金、超硬合金など、非常に侵食されにくい材料も含まれています。
DLyte社のDryLyteは、金属積層造形部品の表面仕上げ技術として、粗さ低減と形状維持のバランスが最も優れているとされています。また、市販の次善の選択肢と比較して、少なくとも2倍以上低い表面粗さを実現します。また、研磨剤や強い機械力を使用しないため、繊細で壊れやすい部品を傷つけることなく仕上げるのに適しています。
研磨剤に比べ、表面にストレスを与えず、平滑な面に傷をつけず、研磨剤のように金属表面に介在物を発生させない方法です。 また、粉塵や騒音が発生しないことも、研磨加工と比較した場合のメリットです。
ドライライトテクノロジー」は、2018年、2022年に「TCT Award in Additive Manufacturing Post-Processing in Excellence」を受賞しています。
AM金属部品における適切な仕上げの利点
AMパーツは正確に仕上げる必要があります。 表面仕上げの重要性を証明する理由があります。
表面処理とは、鉄やステンレス、アルミニウム、真鍮など、さまざまな素材のワークに対して、選択的に目的の表面品質を得ることができるものです。 バリ取りと同じような工程なので、部品にアクセスできない場所やアクセスしにくい場所のバリを除去し、エッジもバリ取りして丸みを持たせることができます。
表面仕上げの品質は、基本的に機械の種類と設定、そして部品の材質によって決まる。
この工程では、研磨剤を使用することが一般的で、その使用により、研磨剤の少ないものよりも表面が粗くなることがあります。 しかし、研磨体の特定の形状を選択することで、粗さパターンを制御することもできますし、DLyteの電解研磨用ソリューションのように、より攻撃的でないプロセスを使用することも可能です。
AM金属部品の表面処理に関するご質問や疑問がありましたら、遠慮なく当社の専門家チームにお問い合わせください。
技術的なメリット
経済的・環境的メリット
共通アプリケーション
内部チャンネル研磨
内部溝やブラインドホールを持つ複雑な金属部品の表面品質を、コスト効率よく、信頼性の高い、優れた品質で改善します。
DLyteによる内部チャンネル研磨
射出成形、航空宇宙、自動車、医療、食品、医薬品、半導体、ガスや流体の流れのアプリケーションでは、内面、内溝、ブラインドホールのある複雑な部品の表面品質に対する要求がここ数年で特に高まっています。 また、アディティブマニュファクチャリングに代表される新しい製造方法では、複雑な部品を作ることができますが、表面品質が低いため、内部領域の表面仕上げの必要性が高まっています。
内面研磨を必要とする用途の多くは、低摩擦による流速の増加や乱流の減少のために、低粗度でバリがないこと、不純物の捕捉部位が少なく、生体膜の形成を避ける不活性で滑らかな表面、部品が酸化剤にさらされることによる耐腐食性などが求められます。 機械研磨、化学研磨、手仕上げなど、現在の表面処理技術では、このようなケースを効果的に処理することができず、最適な結果を得ることはできません。
DLyteは、新しいドライサスペンション電解研磨プロセスを用いて、費用対効果、信頼性、優れた品質、不活性な金属部品の内面仕上げを行っています。 DLyteは、研磨フロー加工や液状電解研磨など、従来の内面処理方法の結果を改善するため、機械加工と電気化学加工のメリットを1つの工程に集約しています。
このソリューションは、平均粗さRaが0.3ミクロン以下の表面を提供することができ、生の表面や液体電解研磨の表面に対して耐食性を向上させ、超高純度部品や高純度部品の目標を達成することができます。 直径4mm以上の直線状の溝や直角・鈍角を内面研磨することが可能です。