未焼結セラミックスの加工について
- 未焼結セラミックスの加工方法を教えてください
- 乾式によるグリーンステージのセラミック加工は初めてで、機器選定に困っています
- ワークサイズは35mm X 40mm X 20mm程度の小さなワークです
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未焼結セラミックスの加工
ご存知の方が居られましたら教えてください。 現在、加工機を探しております。 未焼結セラミックス（グリーンステージ部分安定型ジルコニア）に対して、乾式による貫通穴開け加工を行いたいと思っております。 ワークサイズは 35mm X 40mm X 20mm 程度の非常に小さなワークです。 クランプなどは別注で作るのですが、加工機の選定に困っております。 この場合機器選定で重要になるのは主軸の芯ブレでしょうか？ 乾式によるグリーンステージのセラミック加工の経験が乏しい為教えていただければ幸いです。 よろしくお願いいたします。
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焼く前のセトモノ粘土ならゴリゴリ押さず加工すれば 普通に穴あきますが 深穴の場合不可穴サイクルでエアー 土地柄いっぱい工場があって普通にボール盤であけてるよ (瀬戸ではありませんが焼き物の町です デフォで穴あけが必要です) セトモノを広義でセラミックスというのだろうが それが、それにあたるのか疑問で放置してましたが
焼結前の粉末成形体とは有機バインダーを少量添加したセラミックス粉末をプレスなどで成形したもの。その機械的性質は黒板用チョーク並み。塑性は全くなく、完全に脆性材。 小生は切削加工についてはド素人なので、チョークの切削方法は説明不能。 ただ切削で形さえできれば良いわけではないことを指摘したい。切削加工後に焼結して製品にする。セラミックスは脆性材料なので、切削加工で表面キズが発生していると、それが焼結後まで残って製品強度を大きく低下させる。その点を考慮した切削方法が必要になる。 それを検討したのが参考文献。この文献は第6報まである。ご参考に。
お礼
参考文献のご提供まことにありがとうございます。 確かに焼結体に加工由来の切削跡が残ることは十分に考えられますね。 文献熟読させていただきます。 ありがとうございました。 靭性と硬度、強度の関係についても非常に興味があります。
グリーンステージ部分安定型ジルコニアとは、 グリーンな状態＝未焼結状態の“部分安定型ジルコニア”ということですね。 未焼結状態であれば、セラミック＝高硬度 材料に対する配慮は重要 ではなく、材料強度が低く、塑性がまさる性質ではありませんか？ 切削液を使うことができない小径の穴加工では、切子の排出が最大の 課題のように想像します。 また、材料強度が低いことを考慮すると、安定したクランプ力を確保 することも課題のように思います。 どの程度の加工精度を要求するか不明ですが、焼結による寸法変化を 考慮すると、未焼結状態での加工精度は、それほど高い値が要求されない （高精度で加工しても、焼結すれば変寸する）と想像します。 切子をエアで吹き飛ばすことができるように、ドリルの進退をプログラム することができれば、穴あけ自体は大きな問題なく加工できないでしょうか？ 素人が想像力で回答しましたので、「大外れ」かもしれません。 その際は、笑ってお許しくださるようにお願いします。
お礼
お返事誠にありがとうござます。 仰られますよう材料強度は非常に低く、脆いものとなります。 確かに切子の排出が大きな問題になると予想しております。 いただいた情報を参考に更に考察を行ってみます。 ありがとうございました。
もし焼結後のセラミックスならばノーチョイスでDMG森精機の 超音波加工機ですが、焼結前なので高速主軸で大丈夫ですかね 加工穴径はやはり小さいのでしょうか？ ?サイトウ製作所などの極小径ドリルを得意としているメーカに ドリルの選定と、推奨切削条件を電話で相談する ?推奨切削条件に応じた主軸最高回転速度を有する機械を選定する の順序になると思います ひとつ前の質問で回答(4)さんが挙げられた ソディックの細穴加工機 http://www.sodick.co.jp/product/tool/drilling/k1c.html なんかも良いかもしれません 10,000回転程度ならFANUCのロボドリルもお手軽でしょう 20,000回転を超えるようですと、ツールホルダの締結の求心性の良い HSK主軸が必要となります
お礼
ご回答まことにありがとうございます。 加工穴径はD2mm程度になる予定です。（詳細はこれからになります。） サイトウ製作所様の恥ずかしながら存じ上げませんでした。 一度問い合わせてみます。 切削条件はCAM側で色々と条件だし作業が必要だと思っております。 ソディックの細穴加工機面白そうです。 一度こちらも問い合わせてみます。 めちゃくちゃな質問にもかかわらず丁寧なご回答誠にありがとうございました。 そういったドリルが有るんですね！ 一度調べて情報を元に相談してみます。 ありがとうございました。
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