高精度加工を行うために必要な3つのポイント

1マイクロメートル単位での寸法公差が求められる「高精密加工」は、加工サプライヤーによっては品質に差が生じる領域です。この高精度な加工を量産体制の中で維持するのは、至難の業と言えます。ここでは、高精密加工を実現するためのポイントを整理します。

1.工作機械の分解能

高精密加工を行う上で最も重要になるのが、工作機械の分解能です。工作機械には母性原理という特性があります。これは、「加工される部品の精度は、その部品を加工する工作機械の精度によって決まる」という特性です。そのため、寸法公差が±0.001 mmと指定されている場合は、分解能が1マイクロメートルの工作機械では安定的した量産加工を行うことができないというわけです。

つまりこの母性原理に従えば、高精度な部品を加工するためには、その部品よりも高精度な分解能で加工を行うことができる、超精密加工用の工作機械が必要になります。超精密工作機械を保有している加工サプライヤーは限られているため、工作機械から加工サプライヤーを選ぶことが高精密加工を実現するためのポイントの1つと言えます。

2.恒温環境を管理できる環境

職人がその日の気候によって条件を変えるように、高精度な加工には気候も大きく影響します。温度や湿度なども、加工領域が微小になればなるほど大きく影響します。

そのため高精密加工を行うためには、恒温環境を管理できる環境が必要になります。これは工作機械単体にも、工作機械が設置されている設備全体にも必要になります。

また恒温環境だけでなく、振動への対策も必要になります。非常に精度が厳しい加工を行う場合は、歩いた際に発生する振動でさえも影響要因とされてしまいます。そのため、恒温環境や振動など、あらゆる自然環境への対策が施された設備環境が高精度加工を行う上では必要になります。

3.ナノレベルの測定・計測による品質保証

高精密加工を行うための3つ目のポイントは、ナノレベルの測定・計測による品質保証です。

これは1つ目の工作機械の分解能と同様で、測定・計測においても母性原理が働きます。つまり、100マイクロメートル以下だと不安定な測定精度になってしまう計測機器では、数マイクロメートルの加工精度を保証することができません。

そのため、高精度な部品を測定・計測するためには、その部品の寸法公差よりも高精度な分解能で測定を行うことができる、超精密測定用の装置が必要になります。

高精密加工を行うには、ナノレベルの超精密加工の設備環境が必須!

工作機械の母性原理に従うのであれば、「高精度な部品を加工するためには、その部品よりも高精度な分解能で加工を行うことができる」超精密加工用の工作機械が必要になります。

また、超精密工作機械を保有している加工サプライヤーは限られているため、工作機械から加工サプライヤーを選ぶことが高精密加工を実現するためのポイントの1つと言えます。

さらに高精密加工を量産体制で行うためには、安定して1マイクロメートル未満のスケールでの精度を出すことができる、ナノレベルの加工精度を生み出すことができる設備環境が必要になります。

高精密加工・超精密加工は、超精密・ナノ加工センターにお任せください!

超精密・ナノ加工センター.comを運営する株式会社木村製作所では、超精密加工に特化した「ナノ加工研究所」にて、日本屈指の超精密加工を行っております。超精密レンズ金型・マイクロレンズアレイを中心とした加工実績も多数ございます。

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