独自粒子技術が不織布研磨材を進化させ、優れた仕上げを実現

執筆：マイク・シャペル、シニアアプリケーションエンジニア、Norton | Saint-Gobain Abrasives

長年にわたり、仕上げ業界ではほぼすべての分野で不織布技術の成長を見てきました。航空宇宙、自動車、装飾・化粧仕上げ、医療など多岐にわたり、不織布研磨材で得られる独特の仕上げは、仕上げにおける非常に重要な要件を満たしています。汚れやすく不安定なグリースレスコンパウンドを使わずに、構造化された仕上げを部品表面に施せることは、不織布技術が提供する利点のほんの入り口に過ぎません。最終構造仕上げは依然として不織布製品全体市場の主要構成要素ですが、材料除去もこのユニークな製品の重要な役割となっています。

粒子の優位性

この改善の多くは、さまざまな不織布ベルト、ホイール、パッドに使用される非常に効果的なVortex粒子のおかげです。この独占的な凝集粒子は、非構造化ナイロンメッシュ材料で構成され、従来のコートベルトでの粒子の提示方法とは異なる独自の方法で粒子を保持します。これにより、この粒子ファミリーのユニークな設計のおかげで、切削率の継続と高度に一貫した仕上げが可能になります。

ホイール形状では、凝集構造により低密度・高密度ユニファイドホイールの両方で高い切削率と長寿命を実現します。これは、不織布ユニファイドホイールプロセスをボンデッドホイールなど他タイプのホイールと比較する際に効果的です。高速切削・長寿命粒子が、スミアフリーのClean Bond®技術フォーマットに配置されることで、研削時の発熱でホイール結合構造が崩壊する懸念がほぼなく、高圧アプリケーションが可能になります。

低密度ホイールで使用すると、手の届きにくい複雑形状部品の仕上げで高速切削と長寿命を発揮します。平坦部品には、ストレートで構造化された仕上げ用の不織布ベルトが利用可能です。たとえば、Norton Vortex Rapid Prep™ベルトは、グリースレスコンパウンド用途を置き換えるだけでなく、Vortex凝集粒子技術を持たない不織布ベルトの性能も向上させます。

タイトなR形状の領域には、さまざまな密度のホイールが効果的です。滑らかな構造仕上げには、不織布フラップホイールやインターリーフホイールが適しています。インターリーフホイールは、不織布材料とコート研磨材を組み合わせたもので、多数の構成で利用可能です。不織布材料をさまざまなコート研磨粒子と粒度でカスタマイズできるため、ほぼあらゆる既存仕上げを不織布工法で再現できます。

カスタマイズは自動化も現実的なものにします。期待される最終仕上げが何であれ、インターリーフ技術と能力により、ロボット/自動化作業にも適した、より良い仕上げが得られます。グリースレスコンパウンドとバフ法では不可能だった、完全な再現性と一貫性が自動化で達成できます。多数のロボットインテグレーターによる改良により、ホイール摩耗に伴うサイズ変化を「読み取り」、ホイール速度と圧力を調整する機能が実現しています。これらの能力により、オペレーターは各部品に対して正確な仕上げを作り出せます。古い仕上げ方法から不織布技術への転換によるコスト削減は、Vortex凝集粒子と不織布構造の利点により積み上がります。

生産に革命をもたらす

Vortex不織布凝集粒子がいかに生産に革命をもたらしたかの一例を紹介します。ある中西部の仕上げ工場が、高級キッチン家電に使われるリングに構造化仕上げを施す必要がありました。これは単なる化粧仕上げではなく、スタンピング工程で発生した中程度のバリ除去も求められました。

作業開始のため、標準Rapid Prep不織布ベルト（中目）が供給されました。このプロセスは、セレーション付きゴム接触ホイールで使用すると、バリ除去と要求仕上げの両方でうまく機能しました。しかし、不織布ベルトのコストと加工可能部品数が、小規模仕上げショップには高すぎました。バリ除去と仕上げの両方で、1ベルトあたり300〜400個しか生産できず、不十分でした。

次のステップとして、より粗い競合ベルトを試し、ベルト寿命を延ばそうとしました。これにより収量はベルトあたり500個に増えましたが、仕上げが許容できませんでした。

元のRapid Prepベルトに固体ベルト潤滑剤を使用して熱の悪影響を減らし、ベルト寿命をベルトあたり600個に延ばしました。大幅な改善でしたが、ピース単価はまだ高すぎました。

プロセスからより多くを得るため、ショップはVortex版Rapid Prepベルトに切り替えました。固体潤滑剤の継続使用で、生産性がベルトあたり1,200個に上昇しましたが、見積価格ベースでは損益分岐点でした。

さらに、この同じVortex Rapid Prepベルトを、粗目コート研磨ファイバーディスクで寿命の約4分の1地点で「ドレッシング」しました。これはベルトの多層構造ゆえに可能でした。表面を清掃し新しい繊維を露出させるプロセスで、ベルト寿命を約1,500個/ベルトに延ばしました。

最後に、ショップは「Cool It」™液体ベルト潤滑剤に切り替え、ドレッシングプロセスを継続した結果、最低でもベルトあたり1,800個を達成しました。

キッチン家電部品リングの仕上げ最適化のまとめは以下の通りです：

ベルトあたり生産数5倍を達成

• 標準Rapid Prep不織布ベルト：時間あたり300個でスタート
• 標準Rapid Prep不織布ベルト＋固体ベルト潤滑剤：時間あたり600個
• Vortex Rapid Prep不織布ベルト＋固体潤滑剤継続／ベルトドレッシング：時間あたり1,200個
• Vortex Rapid Prep不織布ベルト＋液体Cool It潤滑剤＋ベルトドレッシング：時間あたり1,800個

元記事はFabricating & Metalworkingに掲載