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難削材の加工とは？課題と対策・製品を解説
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加工・製造における難削材の加工とは？
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三鎮工業株式会社 加工事例
【加工製品】SUS316 医療部品 1
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加工・製造における難削材の加工
加工・製造における難削材の加工とは？
メディカル機器開発・製造業界では、生体適合性や耐久性に優れた特殊な金属やセラミックスなどが用いられることが多く、これらは従来の加工技術では対応が難しい「難削材」に分類されます。これらの難削材を精密かつ効率的に加工することは、高性能で安全な医療機器を安定供給するための重要な課題です。
課題
加工硬化と工具摩耗
チタン合金や高硬度ステンレス鋼などは、加工中に硬化しやすく、工具の摩耗を早めるため、加工時間が増加し、コストアップにつながります。
熱伝導率の低さと熱影響
難削材は熱伝導率が低いものが多く、加工時に発生する熱がこもりやすいため、材料の変形や品質低下を引き起こす可能性があります。
微細形状加工の困難さ
医療機器には非常に精密な微細形状が求められる場合がありますが、難削材ではこれらの複雑な形状を精度良く加工することが技術的に困難です。
バリ・加工痕の発生
難削材の加工では、バリが発生しやすく、また、加工痕が残ることで、生体への影響や機器の性能低下のリスクが生じます。
対策
先進的な切削技術の導入
超硬合金やPCD（ポリクリスタルダイヤモンド）などの高硬度・高耐久性工具や、高圧クーラント、最適化された切削条件を用いることで、加工効率と精度を向上させます。
非接触加工技術の活用
レーザー加工や放電加工（EDM）などの非接触加工は、工具摩耗がなく、熱影響も抑えながら複雑な形状や硬質な材料の加工を可能にします。
材料特性に合わせた加工プロセス設計
材料の特性（硬度、熱伝導率、加工硬化性など）を詳細に分析し、それに最適化された加工順序、切削速度、送り量などを設計します。
高度な表面処理技術
加工後のバリ取りや、表面粗さの改善、耐食性・生体適合性を向上させるための特殊な表面処理を施すことで、最終製品の品質を高めます。
対策に役立つ製品例
高精度複合加工機
複数の加工機能を一台に集約し、複雑な形状の難削材を少ない工程で高精度に加工できるため、生産性と品質を両立させます。
特殊コーティング工具
耐摩耗性や耐熱性に優れた特殊コーティングを施した切削工具は、難削材の加工における工具寿命を大幅に延ばし、安定した加工を実現します。
レーザー加工システム
非接触で高精度な切断・穴あけ・マーキングが可能で、熱影響を最小限に抑えつつ、微細かつ複雑な形状の難削材加工に適しています。
放電加工機（ワイヤーカット・型彫り）
硬度の高い材料でも、非接触で精密な加工が可能であり、複雑な内部形状や薄肉部品の製造に貢献します。
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