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CBNホイール 2014年以降、高精度研削に対する要求が急激に高まったことから、超砥粒研削の使用は着実に増加しています。超砥粒研削は、従来の研削と比べてより専門性が高く、コストもかかります。特定の形状や幾何学的要件を有する難易度の高い加工においては、標準的な超砥粒砥石では十分な性能を発揮できないことが多くあります。
標準砥石が不適切となる理由
REZZ社は、産業用製造現場における厳しい要件に対応するため、カスタマイズされたダイヤモンド砥石およびCBN砥石の開発をリードしています。これにより、加工効率と精度の向上を実現するとともに、顧客の総コスト削減にも貢献しています。 標準砥石が不適切となる理由 標準の超砥粒砥石は、「万能型」をコンセプトに設計されています。鋼鉄や超硬合金、耐熱合金など多様な材料を、さまざまな加工工程で扱えるよう、汎用的な仕様で製造されています。「残念ながら、すべての用途に“ある程度”対応できる砥石は、特定の加工において最適な性能を発揮することはほとんどありません。」
カスタムCBNホイールが特殊用途に対応する方法
超砥粒ホイールは、標準的な砥粒研削ホイールと比較して、製造時に既に形状が決まっているという制約があります。購入後にユーザーがホイールをトゥレース（整粒）したり再研削したりできる余地はほとんどありません。形状を変更することは極めて推奨されません。なぜなら、高価なダイヤモンドまたはCBN砥粒層が削り取られてしまうからです。この設計上の制約により、市販の超砥粒ホイールは、砥粒径、濃度、結合剤の種類といった点で選択肢が限られています。特殊用途向けのカスタムCBNホイール：カスタマイズが鍵となるため、カスタムCBNホイールは、作業者が求める通りの砥粒径、濃度、最適な結合剤組成、および特定の材質特性を正確に提供します。
作業者は、研削・切削効率が高く、しばしば鋭い刃先を形成する角張った砥粒形状を選べるほか、より高い圧力や摩耗に耐えられるブロッキーな形状も選択可能です。
異なる結合材システムは、ホイールが自ら研削するのを助けて摩耗を最大限に高める（樹脂系で、通常約25％の砥粒を保持）か、寿命を最大で10倍まで延ばす（ガラス質系で、通常約50％の砥粒を保持）かのいずれかの効果を発揮します。標準的な樹脂系砥石からカスタム設計のガラス質系砥石に切り替える場合、初期コストはやや高くなりますが、性能・一貫性・工具寿命の大幅な向上により、通常は短期間で投資回収が可能です。
カスタマイズを実現する技術
『当社が彼ら向けに特別に開発した焼結砥石を使用したところ、砥石の寿命が450％向上しました』と、レズ社の技術ディレクターであるデイビッド・V氏は述べています。これらの砥石は、市販の超硬質砥石製品と比較して、顕著なメリットを提供します。市販品は購入後にユーザーが自ら仕上げる必要がありますが、当社の砥石は設計段階で任意の形状に成形可能であるため、競合他社製品とは一線を画しています。3Dプリンティングは、新たな可能性を切り拓く革新的技術の一つです。この技術を活用し、精密構造化された焼結CBN砥石が開発されました。表面の溝形状、内部冷却通路、気孔率を最適化することで、切屑の排出性を高め、研削力を低減させ、工具性能の向上を実現できます。
フロリダ大トランクルア大学の研究者らが最近発表した内径研削に関する研究によると、「パターン化されたジオメトリを備えた砥石と比較して、最大40％高い研削速度を実現でき、同時に切削力が向上し、加工プロセスの安定性も改善される」とのことである。この成果は、内径研削用工具の内部に3Dプリント技術を適用することで得られたものである。
カスタムCBN砥石への投資タイミング
多くの異なる形状をさまざまなロットサイズで加工するジョブショップの場合、カスタム砥石への投資は現実的ではない。加工対象の材料を頻繁に変更するため、カスタム仕様はすぐに効果を失い、コスト面でも見合わなくなるからである。一方、ある特定の部品を数千個単位で一括生産する企業であれば、カスタム砥石向けの工程最適化に要する手間と費用は、十分に見合う投資となる。
既存の超砥粒製品について、砥粒のサイズや濃度、あるいは結合材の種類・等級を調整することで、効率を10～20％向上させることができます。また、異なるタイプの砥石へ切り替える場合は、最大で100％の効率向上が見込めます。同社はこう説明しています。「当社では、こうしたプロジェクトにおいて顧客と非常に密接に連携し、それぞれのお客様の個別の要件に基づいて、総合的に最も優れた価値を提供することを目指しています」とデイビッド氏は述べています。カスタムCBN砥石は、高精度研削に対するニーズの高まりに応えるソリューションであり、メーカーが自社の加工性能を最適化するための柔軟性を提供します。