部品の製造には金属の表面仕上げが不可欠です。 完成した部品がどれほど優れていても、高品質の金属表面仕上げによってのみ部品の品質が向上します。
さまざまな種類の金属があるのと同様に、機械工や溶接加工業者がこれらの金属に使用する金属仕上げ技術にもさまざまな種類があります。 構造物に適切な金属仕上げ技術を知らないと、材料が無駄になり、製造コストが上昇する可能性があります。
これはサイクルタイムの増加にもつながり、クライアントが市場リーダーになる機会を失う可能性もあります。 このような望ましくない結果を回避するには、まず製品に適切な仕上げを適切に施す方法を理解する必要があります。 これはプロジェクトのコスト、品質、魅力に大きな影響を与えます。
表面仕上げの基本
表面仕上げは、表面質感、表面粗さ、または表面トポロジーとも呼ばれます。 名前は、そのコンセプトが何を意味するのかをすでに説明しています。 これは、追加、削除、または再形成することによって金属の表面を変更するプロセスです。 機械工は、金属表面の化学反応を保護し、美しくするために金属表面仕上げを使用します。
金属に使用する金属表面仕上げの種類を選択することは、プロセス自体と同じくらい重要です。 使用される表面仕上げの種類は、製品の最終用途によって異なります。 たとえば、医療グレードの光学機器には、最高級の表面仕上げが必要です。 ただし、他のそれほど繊細ではない産業や応用分野では、このような細かい仕上げが必要ない場合もあります。
表面仕上げの重要性
機械工は、美的価値だけを目的として表面仕上げを行うわけではありません。 また、金属を保護する手段としても機能します。
表面仕上げのその他の素晴らしい利点は次のとおりです。
- 美観の向上に役立ちます
製品の美しさは、その製品が多くの顧客に対してどの程度優れたパフォーマンスを発揮するかと同じくらい重要です。 金属表面仕上げにより、金属表面はこれまでと同じように美しくなります。
- 金属の耐腐食性を高めます
腐食は、金属の表面や部品を破壊する最大の要因の XNUMX つです。 ただし、表面仕上げを適切に行うと、金属表面が十分に保護され、より長く使用できます。
- 製造工程の容易さ
適切な表面仕上げにより、製造プロセスが容易になります。 たとえば、よくブラシをかけ、サンドペーパーをかけた表面は塗料に密着しやすくなり、メーカーのストレスが軽減されます。
- 表面仕上げは金属の導電性の向上に役立ちます
- 化学物質に対する表面耐性を高め、化学的攻撃から保護します。
- 強度と耐摩耗性が向上します
- 適切な表面仕上げにより、摩擦の影響を最小限に抑えることができます。
金属表面仕上げ
次のプロジェクトに採用できるさまざまなタイプの金属仕上げがあります。 進行中のプロジェクトの種類によって、どのタイプの仕上げを採用する必要があるかが決まります。 以下に、知っておくべき一般的な金属表面仕上げをいくつか示します。
陽極酸化
機械工は、この電解不動態化プロセスを使用して、金属表面の自然酸化層の厚さを増やします。 機械工 陽極酸化 金属の耐摩耗性と耐腐食性を高めます。 また、プライマーや接着剤が通常の金属よりも金属表面に付着しやすくなります。 金属を陽極酸化すると、金属表面の微細な質感が変化します。 アルマイト処理された金属表面は、通常の金属表面よりも硬いように見えます。
粉体塗装
この方法では、金属表面に乾燥粉末を堆積させるために電気を使用する必要があります。 静電的に粉末を表面に堆積させた後、機械工は金属をオーブンに移動し、化学反応を通じて金属表面への粉末の付着を改善します。
この金属表面仕上げは軍事産業、自動車産業、工具製造産業で広く使用されています。
酸洗
金属表面の不純物や凹凸を取り除く金属仕上げ加工です。 この方法では酸性物質であるピクルス液を使用する必要があります。 この液体は、金属の腐食を防ぐ添加剤としてなど、いくつかの目的に役立ちます。 したがって、機械工はほぼすべての金属製造プロセスで酸洗いを使用します。 金属の製造プロセス中に、金属が高温プロセスを通過すると、その上に酸化層が形成されることがあります。
ここで酸洗の出番です。酸洗いは表面をきれいにし、スケールを落とすことで表面を滑らかにします。 ただし、酸洗いの酸性プロセスの結果、それ自体が腐食を引き起こす可能性もあります。 したがって、通常、酸洗は他の表面処理工程の前に行われます。 これらは、酸洗い中に発生するあらゆる問題を解決するのに役立ちます。
研磨
研磨とは、物理的な摩擦または化学薬品を使用して光沢のある金属表面を作り出すことです。 優れた鏡面反射面を備えた金属表面を生成するのに役立ちます。 仕上げ加工のもう XNUMX つの利点は、新品部品にも中古部品にも使用できることです。
研削
これは、金属表面の凹凸を除去するのに役立つ典型的な機械加工プロセスです。 機械工は、建設後、塗装またはコーティングの前にこのプロセスを使用します。 研削は金属の表面を滑らかにするのに役立ち、研削砥石またはグラインダーと呼ばれる手持ち式の機械を使用して行われます。
研削プロセスを通過することが多い一般的な金属には、アルミニウム、軟鋼、鋳鉄、ステンレス鋼などがあります。
ラッピング
この精密技術は通常、金属表面に高度な表面精製と平坦性が要求される場合に採用されます。 熟練した職人による金属仕上げ技術としてラッピングが使用されます。 このプロセスでは、軟鉄製の工具と穏やかな研磨剤スラリーを使用して、金属表面を優しく加工します。 ラッピングには特別な機械は必要ありません。 通常、小さな金属部品は手作業で行われます。 正しくラッピングを行うと、微細な斑点が埋められ、凹凸のある表面が平らになります。
表面仕上げの測定方法
金属の表面仕上げの測定には、金属の表面粗さの測定が含まれます。 そのためには、表面にある凹凸を適切に検査し、分析する必要があります。
異常を分析するために採用できる一般的な方法は次の XNUMX つです。
- 表面粗さコンパレータを使用する
最初の方法では、表面粗さコンパレータを使用する必要があります。 これは手動のプロセスです。 したがって、精度が低くなります。 粗さコンパレータは、鋳造、ショットブラスト、グリットブラスト、旋盤加工、円筒研削、従来の機械加工、放電加工などの一般的な仕上げプロセスに使用できます。
- 表面プロファイルスキャナーの使用
一方、XNUMX 番目の方法では、表面プロファイル スキャナーを使用する必要があります。 レーザースキャンを使用するため、より正確な測定が可能になります。 したがって、精度が高いため、最も一般的な方法です。
- 三次元測定機を使用する
もともと、機械工は三次元測定機を使用して部品の高さ、幅、奥行きを測定します。 ただし、これらの機械の新しいセンサーにより、表面仕上げを自動的に測定できるようになります。 このようにして、部品スキャンと表面仕上げ測定を簡単に切り替えることができます。
表面仕上げ粗さ表
表面仕上げ粗さ表を見て表面仕上げを比較することができます。 表面粗さの測定にはさまざまなパラメータがありますが、最も一般的なのは Ra です。 Ra 表面の算術平均偏差を示します。
Raが小さいほど表面は滑らかで、Raが大きいほど表面は粗くなります。 表面粗さは通常、ISO グレードの標準化された方法であるマイクロメートルで表示されます。 ここに便利なものがあります 表面粗さチャート あなたの参考のために。
金属表面仕上げの選び方
適切な金属表面仕上げを選択するのは簡単です。 あなたがしなければならないのは、特定の要因を考慮することだけです。 これらの要因には次のものが含まれます。
速度
金属表面の仕上げにはそれぞれ異なる時間がかかります。 速いものもあれば、遅いものもあります。 したがって、納品するプロジェクトがある場合は、プロジェクトの納品に必要な時間を考慮してください。 また、利用可能なすべての金属仕上げオプションの処理時間を考慮してください。 つまり、プロジェクトをできるだけ早く完了する必要がある場合は、処理時間が最も速い表面仕上げの採用を検討してください。
材料
全金属表面仕上げは、すべての金属に適しているわけではありません。 したがって、まずしなければならないことは、作品の材質を考慮し、その材質に適した表面仕上げを選択することです。 素材によっては柔らかいものもあります。 このような素材に強い研磨方法を使用すると、損傷する可能性があります。 一方で、素材によっては強度があり、柔らかすぎると望ましい仕上がりが得られません。
予算
プロジェクトに最適な仕上げが見つかるかもしれませんが、必要な設備はありますか? 仕上げに影響を与える新しい設備を導入する余裕はありますか? 予算を超えたくありません。 したがって、コスト効率の高い仕上げを選択する必要があります。 一部の完成品は低価格で販売されます。 製造中の製品に高価な仕上げを施すと、コストが上昇し、潜在的な顧客を怖がらせる可能性があります。 したがって、費用対効果の高い仕上げを選択する方が安全です。
結論
金属部品の製造には適切な表面仕上げが不可欠です。 それはエンドユーザーにとって良いことであるだけでなく、メーカーにとっても有利な立場にあります。 ただし、適切な方法を知らないと、メーカーとエンドユーザーの両方が不利な立場に置かれる可能性があります。 このような事態を避けるためには、時間をかけて自分のニーズを検討し、仕事に最適な仕上げを探し、どのように行うべきかを学び、それを実現するために着手してください。
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よくあるご質問
Q: 筆跡を残さずに金属を塗装するにはどうすればよいですか？
A: 剥がれた塗料を取り除き、表面を滑らかに研磨します。 適切な油性プライマーを塗布し、乾燥させます。 表面が完全に滑らかになるまで研磨します。 塗料がよく混ざっていることを確認し、ブラシで金属に優しく塗り込みます。 噴霧機を使用することもできます。
Q: 表面仕上げに影響を与える可能性のある要因は何ですか?
A: 表面仕上げの品質に影響を与える可能性のある要因には、刃先の形状精度、工具の摩耗、構成刃先、工作機械の精度などがあります。
Q: 表面の凹凸の主な原因は何ですか?
A: 金属切削時の被削材の破断、作動中の被削材の変形、工作機械の凹凸など。
