切断について
微細構造切断の本質は、作業材料から試料を分離させることです。
下に一覧される要件は、試料の抽出に関するもので、試料の選択方法に関連しています。切断処理中の材料および切断処理自体に対して影響します。
- 試料は、使用した親部品または親コンポーネントの特徴を表す必要があります。
- 切断時、切断ホイールが妨げられてはなりません。
- 切断ホイールは最小限の摩耗で使用する必要があります。
- 試料は、手で触れる程度に冷やしてから機械から外します。
- 試料の表面に熱による損傷/焼けがあってはなりません。
- 試料の表面は、均一の条痕のある滑らかで均一である必要があります。
- バリは最小限にします。
セクショニングの場合は幅広い方法が採用できますが、微細構造切断の需要を満たすには、かなり限られた技術のみが実現可能です。以下に湿式研磨切断について説明します。
湿式研磨切断
湿式研磨切断は、最も適した微細構造切断方法で、処理時間に関連する損傷を最小限に抑えます。湿式研磨切断は、研磨剤と結合剤で構成された切断ホイールを使用します。冷却液をホイールを流して試料を摩擦熱で損傷しないようにします。この冷却水により、切断エリアのバリも取り除きます。切断機、クランピングツール、切断ホイール、冷却液、および切断モード、供給速度、回転速度を含むパラメータの組み合わせがすべて切断の性能を左右します。
これらの選択については、以下に説明されています。
切断の仕方
切断機の選択
試料は切断チャンバーに収まり、切断ホイールの直径が試料を切断するのに十分でなければならないため、試料の大きさによって切断機のサイズが決まります。
- 試料または切断ホイールは、自動切断機のプログラムに予め定義されている機械の3方向（x、y、z）に移動できます。手動の切断機の場合、これはオペレータが操作できます。
- 切断機は、幅広い試料の大きさや材料に対応した切断モードを選択できます。
- 決められた切断線（試験の対象エリア付近）に沿って切断するなど、切断の精度は、機械で設定できます。精密切断機は、数ミクロンの精度で試料を配置できます。
クランピングソリューションの選択
クランピングは、切断作業で試料を固定する役割を担います。これは、様々な方法で実現されていますが、切断の性能に大きく影響します。
また、ソリューションには時間のかかるクランピング/アンクランピング作業が1回以上発生するため、クランピングの選択で切断作業の総時間が大きく変わります。
クランピングソリューションの選択時には、単純または複雑な形状、切断する試料の数、材料の脆さと繊細さ、異なる試料の大量切断、同一部品の繰り返し切断などを考慮します。切断に使用する機械には、切断テーブルまたは切断ホイールの移動幅など、クランピングに数々の機能を備えている場合もあれば、制限がある場合もあります。
ホイールに対する試料の配置も切断性能に影響します。
- 冷却液を使いやすくするためホイールの前部下に固定
- ホイールの両側を固定すると、下部切断によるバリを防ぐことができます。材料に内部応力がかからないようにするため、切断ホイールを固定します。最悪の場合は、回転を停止します。
- ほとんどのアプリケーションで切断される部分は軽く固定する
微細構造切断を定義する標準または固有の要件は、高速クランピング、垂直クランピング、丸棒、球体、チューブ、ボルトなどのクランピングなどに合わせた幅広い標準化された共通のクランピングツールで対応します。また、特別なニーズに合わせて、クランピングツールをカスタマイズすることができます。時間節約のためにクランピング作業の回数を減らしたり、難しい形状を切断する性能を最適化したり、様々な特殊ニーズに対応するクランピングソリューションのオーダーメイドも可能です。
切断ホイールの選択
ホイール特性は、重要な要素であり、切断する材料に合わせてホイールを選択します。研磨切断ホイールは、
- ホイールのデザイン
- 研磨剤の種類
- 結合剤の種類
デザインには、寸法、直径、厚さ、研磨剤の配置（リムに沿って連続的、または切断ホイールの本体全体に分布のいずれか）などが異なります。サイズと研磨剤の濃度で性能を最適化します。
異なる材料に合わせた研磨剤の適切な選択を以下に示します。これは、ベークライトベースの切断ホイールに対応しています。
適度な硬さの非金属で一般的に使用される金属結合用ダイヤモンド研磨材：
切断モードとパラメータの選択
送り速度
For materialographic cutting, the feed speed is usually below 1.0 mm and adjusted for a given cut-off wheel and the sample to be cut. Too low a feed speed will prolong the cutting process unnecessarily, while a too high feed speed increases the risk of thermal burns.
回転速度
Adjusting this parameter provides the possibility to reduce the range of necessary consumable cut-off wheels when materials of different hardness have to be cut. Instead of changing cut-off wheels, the rotational speed is adjusted, and a hard wheel can act like a soft wheel by reducing the rotational speed and vice versa.
切断モード
ダイレクト切断は最も使用される頻度の高い切断モードです。切断ホイールを試料に直接当てて使用します。
ダイレクト切断を改善する、または機械および切断ホイールの適用範囲を広げる場合は切断モードが便利です。一般的に改善では、切断作業全体の接触箇所を減らします。これにはいくつかのメリットがあります。
- 接続箇所への力を強くすると、硬い材料が切断できます。標準的な材料の切断が速くなり、ホイールの摩擦量も減ります。与えられた材料にダイレクト切断で使用したのより硬いホイールが使用できます。
- 接続箇所が絶えず変化するため、冷却効果が高まります。また、試料に対する損傷のリスクが減り、切断後の試料作製における作業量が減ります。
エクシカット
Suitable for hard materials. Faster cutting. Improved cooling during cutting. Reduced risk of damage to the workpiece. Less work after cutting.
アキシオカット
Suitable for extra-large workpieces For cutting of larger workpieces, an additional 150 mm cutting capacity is available with AxioCut. This cutting mode allows the cutting of deep workpieces. Step cutting offers very fast cutting, whereas sweep cutting offers fast cutting combined with better wheel economy and offers a very smooth cut.
回転切断と振動切断
Suitable for cutting of ultra-hard materials.
冷却
切削液は湿式研磨切断に欠かせません。冷却、洗浄、潤滑、腐食防止、および細菌予防媒体として機能します。
試料の位置決めと切断モードの選択は、切断液を切断エリアに誘導するのに役立ちます。機械に柔軟な給水ホースが付属している場合は、最適な接続口の配置は切断ホイールに対して垂直にします。
トラブルシューティング - 切断
切断速度と効率を改善するための6つの方法
迅速で効率的な試料分析は、正しい切断機選びと切断面作製から始まります。切断を正しく行い、試料品質を改善し、工程の次の手順で時間を節約してください。
- お客様の切断精度を改善してください
- 再現性を向上させてください
- お客様の切断と切断面作成の速度を向上させてください