ミクロ工業 営業担当のブログ

金属加工業に携わっている方なら、この部品形状はどのようにして製作したのか、不思議に思うのではないでしょうか。

加工業でない方はどのように考えるでしょうか。
プラスティック製品のような成形品ですと、円錐型に彫った金型を二つ合わせて、間に樹脂を流し込んで成型すれば出来上がりですが、一個物を切削して加工するには・・・

この部品を製作するに当たって、コンピュータ制御の工作機械は一切使用していません。
この写真のように、丸い棒を平らなところに置いて、上からぐるぐる旋回しながら削る、と言う方法を思いつくかも知れませんが、刃物が一番下まで行った時に、ワーク(材料)を固定するところが無くなってしまいます。
真空チャックなどで底面を吸着して加工する方法もありますが、加工時間が膨大になり、結果コストが掛かり過ぎてしまいます。

旋盤は材料を回転させて切削する機械で、上のような方法に比べたらずっと安価に加工できますが、やはりチャック(挟んで固定)するところがないので、このままですと加工は出来ません。

実はこの部品の底面には小さなねじ穴が4つ開いており、そのネジを利用してジグを取り付け、ジグをチャックして旋盤で加工した物です。NC旋盤ではありません。

全くと言って良いほど大した工夫でもなく、大したジグでもないので企業秘密にするほどではありませんが、一品物の場合は、ジグを製作する機会が非常に多いです。

ジグとは製品を作る際に加工しやすくしたり、基準となったりするもので、非常に大切で、無くてはならないものですが、製品と一緒に納める事はありませんので、お客様のほとんどはこの存在を知りません。影の立役者と言って良いと思います。

複雑な部品はこのジグの製作が決め手となる事が多いです。
大量生産品では専用ジグや専用工具を使用する事はよく知られていますが、一品物でもジグ無しでは加工できない物があることを、お知らせしておきます。

また、この部品は最終的に白アルマイト処理をしてお客様へ納品致しましたが、アルマイトは電気を流す為接点となる場所が必要で、その為にも何らかの穴が必要になります。
今回は、加工用とメッキ用、両方を有意義に使えるねじ穴を作成した事で、正に一石二鳥の加工方法となりました。
一回で済むのですから、これもコストダウンの有効な手段と言えます。

かねてより製作していた装置一式が出来上がりました。
このシリーズの、前回の記事はこちらからご覧ください。

マシニングセンターで加工しているところです。

彫刻を専門で行う業者もありますが、弊社ではほとんどの場合自社で彫刻を行っています。マシニングセンターがあれば、文字や図形を簡単に彫る事ができます。
従いまして今回の部品も、改めてご紹介するほどの製品ではないのですが、シリーズの一貫として掲載させて頂きます。

出来上がりはこのようになります。

つや消し黒アルマイトを施し、最後にホワイトでスミ入れをして、この部品は完成です。

このあと組立をしてお客様の元へ納品致しましたが、その模様はまた改めてお伝え致します。

個人のお客様のご依頼としては、久しぶりに真ちゅう製部品を製作致しました。

今回の部品の詳しい用途は存じませんが、一般的には、ギアや軸受けにこの真ちゅうという材料を使用しています。
基本的には余り使われていない材料だとは思いますが、もっと身近には、ドアを開ける時に使用する鍵や、昔のドアノブ、あとは以前はジッポーライターも真ちゅうで作られている物が多かったと思います。

真ちゅうは成分に銅を多く含んでいるので性質も銅に近いのですが、柔らかすぎて強度が必要な部品や、傷が付くような場所には余り使われません。
放っておくと錆と言うほどではありませんが酸化して見た目が悪くなりますし、強度が同程度のアルミと比べて2倍以上重いですし、余り良いところは無いように思いますが、他の材料には無い良い点もあります。

軸受けのような、回転する部品の場合、重い方が良い場合がありますし、摺動(しゅうどう)する所にも適しています。
摺動とは物と物とが擦れて滑る状態の事を指しますが、真ちゅうは柔らかく、かじりにくいので弊社でもそのような目的の部品を、真ちゅう製で製作する事があります。
同じ真ちゅう同士ですとかじり付く恐れもありますが、アルミやステンレスに対する部品としては、真ちゅうはとても適していると思います。柔らかいので相手の材質に勝る事も無く、かじりにくいという訳です。

また、個人の方で、この真ちゅうの酸化した風合いが好きという方もいらっしゃいます。
ステンレスやアルミには無い風合いで、精密加工業の目から見ると良い状態とは言えないのですが、これが好きで、メッキを避けるという場合もあります。

柔らかいので、磨く事で簡単に鏡面になりますし、色合いは金色に近い色なので装飾品としても適しています。

真ちゅうは材料費は高めですが、小さな部品でしたら弊社は材料費は頂きませんし、加工費はアルミと同等で最も安価な部類に入る為、個人のお客様にはとても適した材料と言えます。

個人のお客様にステンレス製の部品を3点お納め致しました。

軸にはベアリングが入ると言う事で、個人のお客様では珍しく、ある程度の精度が要求される部品です。

通常このような部品は、材料は鉄材で、ベアリングが入る軸は研磨加工されている場合が多いのですが、先日の記事でもお伝えしたように、弊社では、ステンレスでこのような軸を加工する事が多いです。

鉄でも研磨無しで加工する事は出来ますが、精度が出し辛く、また表面が綺麗に仕上がらないのでベアリングのようにスムーズに勘合する部品については、やはり滑らかな表面になるステンレスの方が有利な点があります。
メッキも不要なので、後から錆が出てくる事もありません。

コストの面でも、メッキ代は不要の他、研磨の費用も不要で、材料費はステンレスの方が上回りますが、トータルではステンレスの方がコストパフォーマンスが高くなります。

もちろん、個人のお客様においては、アルミや真ちゅうで軸を作成する場合も多々あります。
コストはステンレスより格段にお安くなるのは勿論、軽量さが必要な場合はアルミ、ある程度重みが必要な場合は真ちゅう、と、用途に応じて選んで頂けます。

つい比重という言い方をしてしまうのですが、正確には密度と言うべきでしょうか。

3DCADの恩恵を、何度か記事にしておりますが、質量計算をする際にも非常に役立っております。2Dでこの計算は出来るのでしょうか、私はよく知りませんが、3Dの場合は、立体オブジェクトを作成して、材料を指定するだけで質量が計算できます。

材料の密度は決められていて、弊社でもお見積りの際、材料費を計算するのにこの密度を使用しています。

弊社は1個もの、単品ものばかりを製作している工場ですので、材料屋さんに材料を注文する時は、ほとんど好みのサイズに切断して貰っていますので、切断料というのが掛かるのですが、大体の所はコンピュータ上で見積の際に材料費を計算してしまいます。

見積の方式については各業者でそれぞれ違うと思いますが、弊社では15年位前から見積にコンピュータを使用し、簡単に、早く計算できるようなシステムを構築しました。

今回の主旨とは離れますので、見積に関してはまたの機会に改めますが、お客様に少しでも早くお見積りを提出する為にこのようなシステムを使用しております。

さて、見積にも使用している「密度」ですが、ステンレスの場合は、0.008 g/mm3 で、アルミは0.003 g/mm3 という数値になります。
ステンレス、アルミの中でも数種類あり、種類によってこの数値は異なりますが、そこまで厳密に質量を求められる事もありませんので、現在のところ、大体この数値を使用していれば十分です。

g/mm3 という単位をご覧になれば分かる通り、例えば、100mm x 100mm x 100mm というステンレスのブロックの場合、体積は1,000,000mm3 ですから、この値に0.008を掛けると、8,000gとなります。つまり8kgです。

大体皆さんの想像通りの重さではないでしょうか。当然ながらアルミは3kgになりますので、ステンレスとアルミの重さの違いも分かりやすくなると思います。

一番上の写真ですが、材質は真ちゅうで、重さはちょうど2.5kgあります。
これは以前からお伝えしている、弊社で開発中の装置の部品で、ウェイト(重り)として使用します。
このウェイトを4個使用して、ちょうど10kgになります。

CAD上で2.5kgになるように寸法を調整できますから、重さを指定したい場合でも、非常に簡単に設計できます。
実際に測ったところ、誤差は数十グラムでしたので、十分な数値でした。

今回のように重さから寸法を決めるという事は余りありませんが、この図面の品物は何グラムあるのか？と言った問い合わせはよく頂きます。
数グラム単位までの細かい計算は出来ませんが、大体の数値はお答え出来ますので、ご依頼を頂く際にお申し付けください。

一昨日からの続きです。

精密加工を行う際、常に関わってくるのが「隙間」です。
クリアランスと呼んだりもします。

人々が生活している中でも、隙間が重要な場面が幾つかあります。
窓の隙間とかそう言う話ではありません(汗)

たとえば、皆さんお持ちの携帯電話。折りたたみ式の場合、蝶番の部分は、この方式の要と言っていい場所だと思います。
この部分は簡単に言えば三つの穴と一つの軸で構成されていて、穴と軸の「隙間」が重要になるわけです。

ここで言う隙間とは、穴に対して軸がどれ位小さなサイズになっているか、という事です。
推測ですので実際にどうなっているか分かりませんが、0.01mm単位の隙間になっていることと思います。

もし折りたたみ式の携帯電話をお持ちでしたら、蝶番の部分を動かそうとしてみてください。旧式のタイプは分かりませんが、ほとんど動かないと思います。つまりそれだけ隙間が少ないわけです。
隙間が大きければ、当然、ガタガタと動いてしまい、いわば古くて手入れをされていないドアのようなものです。

プラスティックの場合、素材そのものが収縮性を持っているので、多少の誤差は吸収されてしまいます。
ボールペンのキャップなどがその例です。
軸の方を多少大きめにして、キャップ側を小さくします。
そうする事で少し力を入れると「カチッ」と締まり、簡単に抜けなくなるわけです。

金属の場合どうかと申しますと、板バネのように薄いものでしたら、やはりプラスティックのように収縮させる事は出来ますが、これは素材自体が収縮しているわけではないので、100kg単位の負荷を掛けない限りは、簡単には伸びたり縮んだりはしません。
しかも一度伸びると元には戻らないので、プラスティックのような働きをさせる事は大変難しいのです。

少し話が逸れてしまいましたが、光学製品でも特に重要なのが、この隙間です。例えば、レンズとレンズを入れるケースの位置が0.1mmの隙間があったとしますと、当然カメラの内部でレンズが動いてしまい、接着したとしてもケースの中心にレンズが来ないので、焦点が合わない事になります。
0.01mmずれただけでも焦点は大きくずれる事になるので、これは大変な誤差になります。

金属同士では、先述の通り収縮性がないので、丸い所に丸い物を入れるのは簡単ではありません。少しでも歪みがあると、そこが干渉して入らなくなります。
それでは隙間を大きくすれば・・・という訳には行かないのは、これまでお話しした通りです。

それでやっとワイヤーカットの話になりますが、0.01mm以下の精度で加工する事ができるこの機械で、一つの試みを行ってみました。

完成品は前回の記事の通りですが、元々は、下の写真の通り、ベース板と文字を分けて製作した物です。

シルバーの部分はステンレス、ゴールドの部分は真ちゅうで製作しました。

真ちゅう製の文字を、ステンレスの穴に入れる際、隙間が大きければ「ストン」と落ちてしまいますし、逆に小さすぎると今度は入っていきません。

そこでワイヤーカットの精度を利用して、「少しかたく入る」という寸法にして、製作しました。
埋め込んだ後は、それぞれがフラットになるように表面を磨いて出来上がりです。
もちろん接着剤などは使用せず、はめ込みのみで作られています。
ハンマーで軽く叩いた程度では外れません。

文字それぞれを精密に製作する必要があり、製作コストは大変なものですが、オリジナリティはかなり高いと思います。
少し浮かせたり、少し凹ませたりも出来ますが、フラットにするほうが、見た目にもすっきりしていて良いのではないかと思います。

この製品について、ご興味のある方はこちらまでお問い合せください。

弊社は光学製品をよく扱っている関係で、アルミのリングに文字を彫刻する加工をよく行っています。
お客様は光学メーカーですので写真を公開する事は出来ませんが、カメラのズームレンズ等に彫ってある文字、と言えばご理解頂けるでしょう。
加工後、黒ツヤ消しアルマイトをして、文字に白や赤でスミ入れをしてお届けしています。

彫刻加工では、ご存じのように文字や図形をあらゆる形で彫り込む事が出来ます。
下の写真は弊社のロゴを切削したものですが、コンピュータ上でデザインが可能なものでしたら、ほとんどの物が製作可能です。

一方で、お客様からのデザインを元に切り抜く加工というのも行っています。

薄い金属板の場合、エッチングやレーザー加工により安価で制作できますが、レーザー加工は一般的には2mm程度が限度で、それ以上の厚みが必要な場合や、精度が必要なものはワイヤーカット加工に頼るしかありません。

マシニングセンターのフライス加工による切り抜き加工も勿論可能ではありますが、エンドミル(ドリル状の切削工具)で加工するには細さに限界がありますし、細ければ細いほど加工時間が掛かり、コスト増大の要因になります。
今回のような小さな文字を彫るには、膨大な時間が掛かります。

さて、今回は、ワイヤーカット加工がどれほど精密に加工できるか、一つの証明として、こんな物を製作してみました。

拡大するとこんな感じになります。

試作品の為、ヘアラインが多少粗いですが、鏡面加工をすることも可能です。

どのようにして製作したか、詳しくは次回お伝えしたいと思います。

家庭で使用するような、いわゆる「鏡」とは製法が全く異なりますが、精密加工の世界でも、鏡面(ミラー)部品が必要になる事があります。

ミラーと言っても、上の写真のように物を写したり、光を反射させる目的ではなく、面が真っ平らな状態を求められる事があるのです。

ちなみに一般的なミラーの製法は、一例ですが、ガラス板の上に金属の粒子(液体)を流して、それが冷えると金属の薄い板がガラスに貼り付いたような状態となり、鏡として機能するわけです。
ですからガラスが均一な、平らな板でなくてはならないのは当然ですが、実際には0.001mmの世界で考えると、歪みがあったり、ムラがあったり、光学製品のような精密機器で使用するには難がありますし、ガラスでは強度が不足しますので、金属そのものを削って平らにする必要があります。

上の写真は、実際には製品ではなく加工治具ですが、平面度は0.005mm以下の精度です。
ラッピング加工と申しまして、弊社ではその加工設備は無いのですが、一般的な研削(研磨)加工ではここまでの精度は出せないので、特別な精度が必要な時に使用します。

特別と申しましても、弊社ではかなり頻繁にこのラッピング加工をお願いしています。
以前にも記事にした事がありますが、弊社では研磨加工の設備はなく、研磨加工程度の精度でしたら、研磨されている材料を購入したり、フライス仕上げで精度を出せますので、平面研磨加工を依頼する事はほとんどありません。年に一回程度の頻度です。

ですので弊社で研磨と言ったら、ラッピング加工の事を指します。
お客様にはそこまでの精度は要らない、と言われる事もありますが、価格的にも、研磨と比べて格段に高いわけでもないので、より精密なラッピング加工をお勧めしています。

これぞ鏡面、という品物を、是非ご依頼ください。

弊社ではコスト削減の為、現在、専用の梱包材を使用していません。

発送の際には、なるべく綺麗な箱を使用してお客様にお届けしておりますが、見苦しい点がありましたら何卒ご容赦ください。

さて、最近では少なくなったと思いますが、古くからの「町工場」のイメージは、油まみれ、品物を雑に扱う、油臭い、などが挙げられると思います。
弊社でも、そのような工場を訪問した際、目を覆うような光景を目の当たりにした事があります。

多くのお客様、ユーザー様がご存じのように、光学製品は、目に見える外装部分は勿論、目に見えない所まで丁寧に製作しなくてはならず、工業製品の中でも特に気を遣う分野です。

そのように気を遣った製品を、納品の段階で傷つけたり粗末に扱ったり出来ませんので、梱包にもとても気を遣っております。

そのような経験から、弊社ではどのお客様も、どんな製品であっても光学製品と同じように、丁寧に取り扱っております。

余りに過重な梱包で、お客様に驚かれ、お叱りを受ける事もありますが、品物第一ですので、梱包を解く際には何卒ご容赦ください。

弊社での一例として、昨日ご紹介したPCIスロットのカバーを、どのようにしてお客様にお届けしたのか、簡単にご説明したいと思います。

測定用具の箱で、丁度良いサイズのものがありましたので、まずはこの中に品物を入れました。

通常は、品物をまずビニール袋に入れますが、今回は横幅が箱の内寸とぴったりでしたので、今回は上下に動かないよう、上にエアーキャップ(プチプチ)を被せました。

そして箱の外箱を被せ、中で品物が動かない事を確認します。

今回の箱は紙製ですので、外からの衝撃で潰れる可能性もありますから、外から更にエアーキャップで包みました。
貼ってある青い紙は現品票と申しまして、品物が複数ある場合など、外からでもどの品物か判別できるように表示するものです。

当然ながら、このあと段ボール箱に入れ、宅急便の送り状を貼付けて、お届け致します。