アルミフライス加工の要点：知っておくべき3つの事実

投稿日：2018年10月22日 | 執筆：WayKenラピッドマニュファクチャリング

高速フライス加工は新技術ではなく、金型製造業界などで数十年前から用いられてきました。かつては高速主軸マシン用の小径工具という認識でしたが、近年は適用範囲が拡大しています。アルミ合金は現在、工業用非鉄金属構造材として最も広く使われ、成熟市場を形成しています。アルミ合金とフライス加工が出会うと、どのような化学反応が起きるでしょうか。

高速フライス加工の発展

1. 概念段階 | 高速フライス加工

1990年代、高速フライス（HSM）の開発は全体概念に焦点を当て、主軸回転数20万rpmの工作機械開発が進みました。高主軸速度と高送り速度が重視されました。研究機関は、工具や工作機械部品が用途に合わない場合、高速化は深刻な結果と高リスクを招くと指摘しました。

2. 最適化 | フライス応用

考慮すべき主因子は：切削抵抗、表面テクスチャ、切りくず除去率、工具寿命、安全性です。これらの研究により高速フライス因子の最適化の重要性が実証されました。工作機械メーカー、ソフトウェア開発者、工具メーカー、高速フライス技術の研鑽により、適用範囲が広がりました。何より、高速フライスは理論にとどまらず、現場のあらゆる場面で実用化されています。

3. 革新 | フライス工具

革新的フライス工具の開発により、高速フライスは金型製造業でより実用的かつ収益性の高い手法になりました。工作機械、ソフトウェア、工具の三位一体が高速フライスにも当てはまります。長年の実践で、高速フライスにおける工具開発は高性能化へ向かっています。

フライス工具は高速フライスプロセスの重要部分であり、その革新は多くの工具応用におけるフライスカッタ性能に影響を与えました。高速フライスでは速度が鍵で、主軸回転数、切削速度、送り速度を表します。高速フライスは、高切削速度または高送り速度でプロセスを最適化することで達成されます。

アルミフライス加工の新展開

高速フライスとインデキサブルインサートでは、刃先固定の安全性が最優先です。アルミフライスでは特に、主軸回転数とテーブル送りの高速化により遠心力が増大し、刃取付部に大きな負荷がかかります。

有限要素法による荷重分布解析は、高速フライス用インデキサブル工具の満足いく解決策や作業モデルを迅速に見つけ、より良い冷却設計にも役立ちます。切りくず排出を助ける液体通路と出口構造により、アルミ合金フライス用の新世代高速フライス工具が生まれました。

CoroMill 790インデキサブルエンドミルは、高速でアルミ合金を加工する工具の一例です。主に金型製造におけるキャビティフライス、エッジフライス、溝フライス、輪郭加工などの高速加工プロセスで使用されます。刃先固定は特別に開発されたブレードナイフインターフェースで実現されています。チップポケット底面の鋸歯状接触面と刃背面の設計は、高速フライスでの安全性を大幅に向上させるだけでなく、加工精度も確保します。

CoroMill 790エンドミルの鋸歯状接触面設計は、アルミ加工用フェイスミルカッターにも広く応用可能です。特に鋳造アルミ部品（金型、エンジンブロック、ギアボックスハウジング等）の中仕上げから超仕上げまで対応します。切削速度を8000m/minまで高めた際、CoroMill 790の正すくい角チップには超硬、PCD（多結晶ダイヤモンド）、CBN（立方晶窒化ホウ素）が使用可能です。この設計により、アルミ合金フライスのみならず鋳鉄フライスにも広く適応します。ハイテクCoroMill 790エンドミル構造は複雑ではなく、ブレード軸方向調整が簡単で、切削抵抗バランス、広い適用範囲、精密な加工代という利点を持ちます。

刃に均等な応力がかかるため加工が滑らかで安全になり、工具寿命が延びます。上記設計はフライス品質を大幅に向上させ、加工能力を改善します。

自動車製造におけるフライスアルミ

自動車製造におけるアルミ合金使用比率は徐々に増加しています。現在、ジャガーXFロングホイールベース版では、4ドア以外のボディパーツにアルミ合金が使われ、アルミ比率は75%に達します。では、車のどの部分にアルミが使えるのでしょうか。

まずはホイールです。現代の車輪はほぼアルミ製です。アルミホイールでない車は、10年以上前のモデルか廉価版です。アルミホイールは燃費向上に顕著な効果があり、ホイールハブは主に6061アルミ合金（AL 6061）です。

次に4ドアと2カバー（フードとトランク）です。これらは衝撃を受けやすいボディパーツで、5182アルミ（AL 5182）が使われます。5182アルミ板は優れた変形能を持ち、外力衝撃時に衝撃エネルギーを吸収し、乗員を保護します。より高い安全性のためドアとカバーには5182アルミ合金が採用されます。

さらにシャーシです。サスペンションアームの底板などにもアルミ合金が増えています。この部位には5083、5754、6061アルミ合金が使われます。

このほか、燃料タンク、ラジエーター、新エネ車のバッテリー底板などもアルミ合金製です。

フライスアルミの可能性は無限大

金属産業の発展により、原材料採掘から加工、廃棄まで資源を無駄にせず環境を傷つけないサイクルが確立されつつあります。アルミ合金の利点は環境負荷が低くリサイクル可能な点で、現代の環境テーマに完全に合致します。フライス加工プロセスが、アルミに私たちの生活における更なる可能性を与えます。