金属を超えて：革新的非金属材料で生産を前進させる

グローバルなメーカーと技術者は、生産改善を常に模索し、製品を市場により魅力的にするため、さまざまな種類の材料の活用を検討しています。急速に変化する世界でこれらを実現するには、すべての関係者がより柔軟で、変化を受け入れる姿勢を持つ必要があります。

非金属材料の用途が急速に拡大しており、以前は従来材料の専有領域とされていた多くの用途が、今や非金属材料で製造されています。複合材料とCFRP（炭素繊維強化プラスチック）の使用はすでにかなり一般的になり、これら材料のシェアは拡大し続けています。

金属切削業界のリーディングカンパニーの一つとして、ISCARは豊富なR&D部門を通じて、CFRPと複合材料の効率的な加工に特化した先進切削工具の開発・革新を継続しています。これら先進製品は、これら難削材に関連する非常に効果的な製造ソリューションを顧客に提供します。

過去30年間、複合材料、プラスチック、セラミックス、CFRPという用語で括られる多様な材料が、台頭する主要材料であり続けてきました。複合材料は新たな市場に浸透し征服し続け、用途数は増加の一途をたどっています。現在、現代的複合材料はエンジニアリング材料市場の重要なシェアを占め、日用品から高度なニッチ分野まで幅広く使用されています。

自動車、航空宇宙、電力産業などの産業リーダーが牽引しています。例えば、現代的な商業用大型タービンは通常3枚ブレード設計を採用し、ブレードはガラス繊維強化ポリエステルにエポキシ樹脂バインダーを用いて製造されます。炭素繊維などの新材料が継続的に導入され、大型風力タービンブレードに必要な高比強度を提供しています。現在、5MW級マシンで使用される典型的なタービンブレード長は60メートルに達します。

複合材料は、スポーツ用品、自動車、オートバイ、消費財、ヘルスケア製品など、日常生活のあらゆる側面で使用されるようになっています。医療分野での例として、大型または複雑な形状の頭蓋骨欠損再建における新手法があります。ここでは、プレファブリケートされたコンピュータ生成の個別CFRP医療グレードインプラントが使用されています。

ほぼすべての業界に関わる世界中のメーカーと技術者が、市場の新たな要求に備え、CFRPと複合材料の新用途を見出す柔軟性を持つことが極めて重要です。

金属加工業界向け切削工具のリーディングプロデューサーとして、ISCARは高性能・精密設計の多結晶ダイヤモンド（PCD）チップおよび立方晶窒化ホウ素（CBN）チップ工具を幅広くラインアップしています。また、今日の金属、木材、CFRP、複合材料業界の最も厳しい要求に応える、多様な形状の先進ダイヤモンドコーティング超硬ソリッド工具も揃えています。これら製品には、インサート、カウンターシンク、ボールエンドミル、エンドミル、プロファイルカッター、複合ドリル、段付きリーマ、カウンターシンク付きドリルが含まれます。さらに、経験豊富なエンジニアリングチームが、あらゆる種類の材料加工向け「特殊工具」のリクエストにも対応します。

PCD工具は、非鉄金属、プラスチック、複合材料（グラファイト）、その他の難削・研磨性材料のより効率的な加工ニーズが高まっています。CBN工具は、HRC45以上の焼入れ鋼、鋳鉄、超合金、その他特定金属の加工に必要です。高品質工具は生産性を高め、製造コストを削減します。ISCARのR&Dリソースはこれら複雑材料の加工課題解決にコミットしており、さらなる幅広いソリューション開発に多額の投資を継続しています。

先進航空機に使用される現在の材料加工には新プロセスが求められます。これら難削材は軽量でありながら非常に強靭だからです。CFRP加工に一般的に使用される工具には、長寿命ダイヤモンドPCDインサート、ベインPCDミリング工具、ろう付けマンドレル工具があります。

CFRPなどの複合材料加工では、実質的にチップは発生しません。材料除去メカニズムは「破砕」と表現するのが適切です。切れ刃の衝撃が硬い炭素繊維を破砕するのであって、材料をせん断除去するのではありません。このプロセスは工具切れ刃に著しい摩耗を与え、急速な摩耗を招きます。複合材料加工においても、他の切削工具用途と同様、工具形状が切削性能を左右します。しかし、複合材料領域では工具材質も性能の主要ドライバーになります。工具の刃材が高レベルの摩耗に耐え、形状を維持し鋭さを保てなければ、工具は急速に摩耗し形状が急変します。CFRPを成功裏に加工するため、ISCARは長寿命ダイヤモンドでコーティングされた硬く鋭い超硬ソリッド工具を開発しました。

使用されるダイヤモンドコーティングは一般的に多結晶ダイヤモンド（PCD）コーティングです。しかし、化学気相成長（CVD）プロセスで適用されるダイヤモンドコーティングのみが、100%本物のダイヤモンド結晶を利用します。CVDダイヤモンドコーティングの大きな利点は、高研磨性複合材料による発熱と摩擦を低減できることです。

複合部品に必要な加工操作は単純（場合によっては穴あけとトリミングのみ）でも、これらしばしば複雑な部品を支持する治具設計自体が、小さな工学的偉業と言える場合があります。したがって、複合部品加工用治具はかなりのエンジニアリング投資となります。 ほつれ、剥離、層分離のないクリーンな切削には、部品を振動に対してしっかり固定する必要があります。

ISCARの高品質・高精度PCD/CBNチップ工具とダイヤモンドコーティング工具は、ユーザーの製造コストを削減し、製品品質を向上させます。比較対象の超硬工具と比べ、CFRPと複合材料での大幅な性能向上が保証されます。また、より高い精度と優れた仕上げ面特性が得られます。

ISCARは、金属加工分野だけでなく、CFRPと複合材料加工分野でも、優れたカスタマーサービス、製品品質、コストパフォーマンスで工業先進国全域で知られています。

原稿はIscar In The Newsに掲載されました。