フラッドクーラントなしCNCフライス加工：効果的なチップ管理戦略

フラッドクーラントなしでフライス加工がどう機能するか理解しようとする人から、いつも聞かれる質問があります。「チップはどうするの？」 妥当な質問であり、重要な質問です。チップ蓄積がフライスプロセスにどれほどの大混乱をもたらすか、またマシンツールからチップを清掃・排出するのにどれほど手間がかかるかを考えれば当然です。このブログでは、微細なミストとして噴霧され、切削完了とともに蒸発するクーラントを用いるフライスプロセスにおいて、切りくず（スワーフ）がどう処理されるかを正確に説明します。

チップ蓄積とフライスプロセスへの影響

フラッドクーラントの主な機能の一つは、切削プロセスから発生したチップを洗い流し、それによる再切削や切削工具の詰まりを防ぐことです（冷却と潤滑は言うまでもありません）。これを知っているからこそ、多くの伝統的な機械技師は、蒸発性クーラントを微細なミストとして適用する場合、自分たちが今まさに作り出したチップによってフライスプロセスに重大な干渉が生じるのではないかと懸念します。幸い、これは大半のフライス状況において全く当てはまりません。

DATRON機器で使用される蒸発性クーラントは、MicroJetと呼ばれる霧化システムで適用されます。このシステムは加圧空気とクーラントをMicroJetノズルに供給し、蒸発性クーラントを霧化して切削点に直接噴霧します。冷却液は切削プロセスと接触すると蒸発し（その過程で大半の熱を奪い去ります）、その結果生じるチップはエンドミルのフルートを抜ける頃には完全に乾燥しており、切削工具から離れて飛び散ります。

チップが着地する頃には乾燥しているため、フラッドクーラントで濡れたチップを処理する場合に比べ、除去には遥かに少ない労力で済みます。チップはマシンキャビンの内側にも、治具にも、互いにも、何にもくっつきません。その結果、マシンヘッドがチップ蓄積エリアに達しても、切削を冷やすのと同じ高圧空気/クーラントブラストが、切削工具がワークに接触する前にチップを吹き飛ばします。この理由から、大多数のケースではチップがフライスプロセスに何らリスクをもたらしません。

もちろん、あらゆるルールには例外があります。蒸発性クーラントと高圧エアブラストがあっても、チップがうまく逃げられないケースがあります。私の経験では、極小径工具で、その径の数倍の深さで、工具よりそれほど大きくないポケットを加工する場合に起こり得ます。フラッドクーラントがないためこれらのチップをポケットから運び出せないので、このようなポケットからチップを十分に排出できるよう適切に設計されたチップポケット（チップチャンネル）を持つ切削工具を選定する注意が必要です。

チップ管理と廃棄

フラッドクーラント仕様のマシンは、標準またはオプションでチップコンベアを備えています。チップコンベアはマシンツールの底部に設置され、オーガーやコンベアベルトでチップをマシンキャビンから積極的に排出し、数フィート持ち上げてビンやドラムに捨てます。このプロセスに慣れたマシンオペレーターにとって、DATRONマシンを見ていかなる種類のチップコンベアも見当たらないのは、少し不可解かもしれません。

フラッグシップのM10 Proにはオプションでチップコンベアがありますが、現場のDATRONマシンの大多数にはないのは事実です。その理由は、チップがエンドミルフルートを抜ける時点で乾燥しているため、管理が遥かに容易だからです。

どのDATRONを注意深く見ても、加工テーブルの下、マシン底部の上にかなりのスペースがあるのがわかります。このエリアがチップトレイとして機能し、チップがマシン動作やフライスプロセスに干渉することなく蓄積できる十分な広さを持つよう設計されています。このチップトレイはすべてのDATRONで取り外し可能なので、チップ廃棄時にはスコップで掬い、捨て、またはバキュームで吸い出せます。このエリアは数日間の連続フライス加工の結果を収容できるほど十分に大きく、かつ内容物を難なく廃棄できるアクセス性を備えています。マシンキャビン内部は、チップが自然にチップトレイへ落下するよう、蓄積ポイントを極力排除して設計されています。フラッドクーラントと蒸発性ミストクーラントの両方を管理した経験のあるマシンオペレーターは、乾燥チップの清掃が濡れチップより楽でも難しくもない、ただ「違う」だけだとよくコメントします。

ミストクーラントの使用は、特に従来のフラッドクーラントより効果的な高RPM切削の分野で人気を集めています。DATRONマシニングシステムが蒸発性クーラントを採用していることはユニークであり、少なくともあなたのDATRONマシンにおいては、「ディップ（浸すこと）なしでチップを楽しめる」ことを意味します。