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研磨加工の原理(ラッピング・ポリッシング)について

研磨加工の代表的な原理としてラッピングとポリッシングがあげられます。どちらも遊離砥粒方式に分類されますが、その特徴は異なります。ここではラッピングとポリッシングの違いを主に解説しています。

研磨加工の原理

研磨加工は、砥粒を用いて凹凸を取り除き加工物の表面を滑らかにする技術です。砥粒は「磨く」「削る」などの目的で使用する高硬度の粒状あるいは粉末状の物質を指します。研磨加工は加工物の表面を美しく仕上げられるうえマイクロメートル単位で調整できるため、外観を重視したい製品や精度が求められる製品などの最終加工に用いられることが少なくありません。

研磨加工の原理にはいくつかの種類があります。具体的には、遊離砥粒方式と固定砥粒方式に大別できます。遊離砥粒方式は液体に溶かした砥粒を使用する方式、固定砥粒は定盤に固定した砥粒を使用する方式です。ラッピングとポリッシングは遊離砥粒方式の2大原理と考えられています。これらは、どのような研磨加工なのでしょうか。

ラッピングとポリッシングの違い

ラッピングとポリッシングの概要は次の通りです。

ラッピング

ラップ盤に加工物を載せて、数マイクロメートル以上の砥粒を水や油に溶かした研磨材(ラップ材)を流し込み、圧力をかけながら定盤と加工物を相対運動させる研磨法です。これにより、加工物をわずかに切削して表面を平坦に仕上げます。

ここでいうラップ盤は、ラッピングで用いられる工具です。鋳鉄・炭素鋼・ガラス・セラミックスなどを用いるため硬質工具に分類されます。加工物の片面だけを加工する片面ラップ盤、加工物の両面を加工する両面ラップ盤などにわかれます。

ラッピングの主な目的は寸法精度や形状精度の確保です。微細な砥粒を用いるもののポリッシングで使用する砥粒に比べると大きいため精度を確保したいときに適しています。同様の理由で、加工物の表面は微細な凹凸がある梨地になります。つまり、光沢のある表面には仕上げられません。表面に光沢を出したい場合は、ポリッシングの前加工に位置付けられます。ラッピング加工は、主に半導体分野・工学分野などで用いられています。

ポリッシング

ポリッシングは、一般的に研磨加工における仕上げ加工を意味します。数マイクロメートル以下の微細な砥粒を水などに溶かした研磨材とポリシャを用いて、加工物の表面をわずかに引っ掻く研磨法です。これにより、加工物の表面を平滑に仕上げます。

ここでいうポリシャは、ポリッシングに用いられる工具です。砥粒にかかる圧力を均整化しなければならないため、天然樹脂・合成樹脂・天然皮革・繊維などが用いられます。したがって、ポリシャは軟質工具に分類されます。

ポリッシングの主な目的は、表面粗さを低減することと鏡面化です。数マイクロメートル以下の微細な砥粒を用いるため、スクラッチやクラックなどを発生させずに加工物の表面を鏡面化できます。同様の理由で、超精密な精度を実現できる点も特徴です。

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※情報参照元:三陽工業(https://sanyou-ind.co.jp/company/)、大堀研磨工業所(http://www.ohorikenma.co.jp/quality.html)、東京ステンレス研磨興業(http://www.tskenma.com/company/history.php

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