マイクロツールの挑戦と約束

直径わずか1ミリメートル以下の切削工具を作るのは難しい。 このようなツールを使用するのも困難です。 しかし、方程式の両側が正しく行われると、顕微鏡なしでは完全に認識できないような小さな特徴という驚くべき結果が得られます。 そしてアプリケーションも増え続けています。

フロリダ州セーフティハーバーにある Mastercut Tool Corp. の新規事業開発マネージャーである Uwe Heinrich 氏は、「マイクロツールはあらゆる業界で非常に重要な役割を果たしている」と述べています。 プリント基板、医療用、歯科用の機器、インプラントなどの明らかな例に加えて、ハインリッヒ氏は、ガラスの切断というよりも、部品の製造に必要な小さな金型の作成に使用される光学について指摘しました。

ドイツのバルツハイムに拠点を置くCeratizit Groupの研究開発マネージャー、Oliver Rapp氏は、Ceratizitの顧客は主に医療、機械製造、宝飾品業界でマイクロツールを使用していると述べた。 ニューヨーク州マーシーに本拠を置くアドバンスト・ツール社の社長兼最高経営責任者（CEO）シェリー・デペルノ氏は、自動車および航空宇宙向けの燃料ノズルと安全ファスナーが同社のマイクロツール市場の大きな部分を占めていると述べた。

ミシガン州ブルームフィールドヒルズにある ARCH Cutting Tools の戦略アカウントシニアマネージャーでソリッド丸工具の国内製品スペシャリストであるブレント・ブロデリック氏もこれに同意した。 同氏は、航空宇宙におけるインコネルとステンレス鋼のファスナーも重要な用途であると付け加えた。 ブロデリック氏はまた、マイクロドリリングが「ほぼ最大化」しているため、エンドミルは最も急速に成長している工具タイプであるとも述べた。 さらに、「ますます多くの企業がエンドミルを穴あけ工具として使用し始めています。」 ザグリ付き小穴などの加工については、工具技術や工作機械の進歩により、専用のエンドミルを使用してザグリと組み合わせた穴の打ち込み補間が可能になったと説明。 ハインリッヒ氏は、フライス加工はドリル加工よりも正確な穴を作ることもできると付け加えた。 もちろん、スレッド化は、これらのツールのもう 1 つの重要な操作です。

この簡単な調査は、医療用インプラントのチタンやクロムモリブデンから航空宇宙ノズルのインコネルまで、それぞれの固有の用途に合わせて工具の形状と材料を最適化する方法という工具メーカーにとっての重要な課題を示しています。

ハインリッヒ氏は次のように説明しています。「機械加工の鍵となるのは、常に特定の材料の機械加工特性を理解することです。 たとえば、アルミニウムはかなり柔らかいので、かなり簡単にできるはずです。 しかし、加工特性は、通常、切りくずが溝の一部に実際に付着し、時間の経過とともに刃先の切れ味を損なう、構成刃先のような問題を抱えていることを意味します。」 これにより、部品の表面仕上げが損なわれ、すぐに工具の破損につながります。

ハインリッヒはこれを、弾性率が低いチタンと対比させました。 「チップ内で熱が逃げていないため、振動が多くなり、通常は 3 倍の熱量が発生します。 したがって、振動を軽減する形状と過度の熱を防ぐコーティングを備えた、非常に丈夫なマイクロツールが必要です。」

つまり、ハインリッヒ氏は、高品質のマイクロツールの作成には 4 つの重要なパラメーターがあると考えています。 まず、ワークの加工特性に合わせた幾何学的設計が必要です。 次に、最適な超硬グレードを特定する必要があります。 第三に、可能な限り最良の表面で工具を研磨します。 そして最後に、「適切なコーティングで仕上げます」。 ジルコニアで作られた歯科インプラントの場合、最良のコーティングは「CVD を使用して炭化物基板上に炭素結晶 (つまりダイヤモンド) を成長させること」であると同氏は付け加えた。 金属切断用途では、まったく異なる PVD ​​コーティングが施される場合があります。

この分野の大手企業はすべて標準製品を持っていますが、カスタマイズが一般的になってきています。 Broderick 氏は、深さ 0.020 インチ (0.5 mm) のフィーチャを切削する必要がある例を示しました。「たとえば、長さ 2 ミリメートルの標準工具と比較して、私たちは 25 ～ 30 分の 1 の切削長さの工具を設計します。」カット。" ブロデリック氏は、「すべての条件が同じであれば、同じ直径の場合、切削長が長い工具は強度が弱くなるからです。また、マイクロ工具は本質的に「優しくて脆い」ものです。「用途に合わせて工具を作ることができれば、多くの場合、標準的な既製製品を大幅に上回ることができます。」