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FDK、ブラシ状に変身する研磨ペーストでアクリルやアルミ製部品表面の鏡面仕上げを自動化

[issued: 2008.09.29]

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ブラシ状の研磨ペーストで表面をなでながら低応力の表面研磨を行える
ブラシ状の研磨ペーストで表面をなでながら低応力の表面研磨を行える
アクリル材料を研磨した例。研磨後(左)と研磨前
アクリル材料を研磨した例。研磨後(左)と研磨前
アルミニウム材料を研磨した例
アルミニウム材料を研磨した例

 FDKは、凹凸やV溝、自由曲面などを持つアクリルやアルミニウム製3次元形状物のナノオーダーの鏡面仕上げを自動化するための磁気研磨ペーストと専用研磨バイトを発売した。樹脂モックアップなどの試作用途、塗装表面の研磨とその修復、塗装およびめっきの下地処理、アルミニウムなど軽金属や樹脂加工製品の表面研磨などの量産用途で使われる。将来的には金型の表面処理や自動車の樹脂およびアルミニウム製ボディ、樹脂製ウインドウなどの用途が考えられるという。同社は、この研磨ペーストおよび研磨バイトをうまく使いこなすためのスタータキットを販売している。このスタータキットには、荒処理、仕上げ処理用の研磨ペーストと、2種類の研磨バイト、研磨条件などのノウハウなどを提供する研磨操作説明ハンドブックを収めたCD-ROMが入っている。価格は19万円(税別)。

 先端部に永久磁石を内蔵した研磨バイトに、磁気研磨ペーストを付け、そのバイトをマシニングセンタなどの多軸制御装置に取り付けて、アクリル樹脂やA7000系のアルミニウム材料から削りだした3次元形状物の自動表面研磨を行う。専用の設備は不要。

 研磨ペーストは独自開発した液状の鉄系材料で、研磨バイトの永久磁石によって砂鉄のように逆立ちブラシ状になる。そのため、研磨対象から研磨バイトを0.3~1mm離して、ブラシ状の研磨ペーストで表面をなでながら低応力の表面研磨を行える。ツールが対象物に当たり傷を付けるということがない。研磨ペーストがブラシ状になっているため、従来研磨しづらかった凹凸部やV溝などを研磨することが可能となる。また、このペーストは油性だが水洗いで洗浄できるため、溶剤を使って洗浄する必要がなく、アクリルなどの樹脂素材を溶かす心配がなくなる。

 同社は、研磨ムラが出ないようにするため、研磨ペーストの材料などを見直し、均一に研磨できるようにした。研磨ペーストは、すべて磁石に付く材料で合成されている。そのため、研磨ペーストは磁石によって溶剤を取り込んだ状態に保たれるため、保湿され1回付けるだけで「連続使用で4時間ぐらいもつ」(同社)という。

 一般的に、3次元形状物の鏡面仕上げは手で行われている。FDKが提供するこの研磨方式では、この作業を機械で自動化することができる。加工機で立体形状を加工した後に、すぐに表面仕上げを行える。例えば、アルミ材を使った試作金型の表面仕上げなどに使える。

 アクリル樹脂のブロックから削り出した3次元形状物の傷を磨く場合、熟練者が一面ずつ手で磨いていた。FDKの研磨方式では、この手作業に代わって自動研磨で対象物の角を丸めることなく、表面を透明に仕上げることができる。「アクリル樹脂の透過率は93%で、それが切削加工後は20%程度になってしまう。この研磨方式により、その透過率を90%まで回復することが可能」(同社)という。そのため、光を通すライトやプリズムなどの仕上げに使える。同社の検査データによると、研磨前には0.571μmだった表面粗さが研磨後には0.009μmになったという。

 同社は、材料が硬く研磨しづらい、金型自体が磁化されてペーストがバイトから取られてしまったり、磁気ブラシがうまく立たなくなるなどの課題はあるが、超硬製の金型も磨けるようにすることを最終目標としている。
(大村泰憲)

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