特注部品加工の専門業者として図面設計検討の段階からご相談承ります。

特注部品加工事例 PARTS PROCESSING

インコネル 締結部品

インコネルの締結部品の製作事例です。

この部品が使われる設備は腐食性の高いガスが発生するため、通常のステンレスでは1ヶ月ほどでダメになってしまう厳しい環境下で使用されます。当然ながらネジ部が腐食すると締結が緩んで来たりトラブルの原因になってしまいます。

さらに、インコネルはニッケルをベースとした合金ですが、高温でも強度が落ちない材料としても知られますが、加工では扱いにくい材料でもあります。加工硬化してしまい刃物が切り込みにくくなると同時に、工具との親和性も高いので深い穴などの重切削になっていくと削れずに空転してしまうこともしばしばあります。

それでも高温耐性や強度などの魅力から航空宇宙関係、特にスペースシャトルなどにも使用される次世代材料のひとつです。研究開発においては、新たなきっかけを得られる部材になりうる可能性を秘めています。

純チタン試作加工 ホイール(φ60×H30)

純チタンで製作した試作加工事例です。

ホイールを模して製作したサンプルとなりますが、外径を旋削加工で円筒を作ってからマシニングセンタを使用して刃物だけでここまで精細に仕上げることが可能です。チタンは軽量性をメリットとして肉が薄い加工品にも採用されますが、この様な薄肉加工も歪みを少なく加工。

純チタンは1種、2種、3種、4種と種類が分かれていますが、成分の純度によってわけられています。数字が若い方が純度が高く柔らかくなっていますが、純度が下がると硬くなっていくと言われています。

チタンは酸素と反応しやすく、表面は酸化チタンに覆われますがこれが耐食性が高い表面を形成していることもチタンの強みでもあります。様々な用途にご活用ください。

64チタンシャフト (φ5×L70)

64チタンを使用して製作したシャフトとなります。

アルミほどの軽量さがありながらスチール並みの強度がある材料として、様々な機構部品として広く採用されています。64チタンは質量ベースでその名の通りアルミ(Al)が6%、バナジウム(V)が4%含有されており強度や靱性のバランスの良い材料です。

近年ロボット技術が進化、普及していく中でも汎用性が高く注目されている材質。また、人体への親和性が高くチタン成分は身体に埋め込んでも溶け出すことがありません。医療分野でも活用が進んでおり、人工骨や人工関節に使われてきています。

粘りの強い材質ですが、先端のネジ部の仕上がりも旋削加工で滑らかに仕上げていくことが可能です。

温度変化を最小化するハウジング

温度環境の変化に対応するカメラハウジング部品です。

低熱膨張合金であるインバー材に同じく熱膨張が小さい石英ガラスが組み付けられており、熱環境でも極めて安定した寸法を維持するハウジングとなっています。

中央の石英ガラス部には、φ0.2が2か所、長穴に加えてM1.6が4カ所加工されますが、微細穴や微細ネジの加工は特に難しい加工となります。割れや欠けに注意しながら超音波援用加工を活用することで微細形状加工を行います。

インバー材が占める外形も直角平行を厳密に管理して研磨されており、使用する際にズレが少なくなるよう工夫が施されております。熱環境下、かつ寸法安定性を求める、あるいは透過性が必要なときにインバーとガラスの組み合わせが有用ですね。

ニッケル合金:コバールを使用したフランジです

こちらはニッケル合金のコバールを使用したフランジ(φ50)です。

一般的に常温付近での熱膨張率が金属の中で特に低いため、セラミックやガラスとの接合材料として注目され、特に硬質ガラスの封着工程などで使用されるケースが多いようです。金属の構成は鉄を主原料としてニッケル成分が29%、コバルトが17%など含まれていて非常に粘りが強い材料でもあります。

刃物がすぐにダメになってしまったり研磨も難しい加工となりますが、弊社ではご覧のような綺麗な表面仕上げで加工することが可能です。一段落ちた面を研磨する際にできるアヤメの研磨筋や厚みの平面研磨も美しく仕上がります。

低熱膨張材料をお探しの際は、是非積極的にご検討ください。

インバー材にM0.8のネジ加工を行いました

熱膨張率がきわめて小さいインバー材をネジに活用した事例です。

インバー材にもいろいろありますが、汎用のインバーは常温付近が最も小さいと言われており、これらは時計や測量に使用される計器類などに重宝されています。あくまで常温付近で最も効果が高く130℃を超えると寸法変化が大きく表れるようになってくると言われます。使用環境によってインバーを使い分けていくと良いですね。

これ以外にも熱膨張率が小さい材料は世の中にはありますが、インバー材の長所は金属特性が得られることです。特に電気伝導性や溶接性やはんだ特性なども得られることから選定する価値があるといえる。また、価格的には安いとは言えないものの貴金属材料と比べればまだまだ手頃に入手可能。

インバー特性はその社会的な影響の大きさからノーベル物理学賞にも取り上げられていますが、機械加工者泣かせの扱い方の難しい材料のひとつです。ニッケルが多く含有されているものですから、とても粘り強い材料であり切りくずの排出が難しくなっていきます。

こちらは小径の微細ネジを加工した品物ですが、ネジ部はM0.8となっています。難削材料ではありますが、このように正確に加工することで高精度な用途での活用が期待されます。

 

 

インバー材製部品(55×20×4)です

J1031507 ツメ 角形状 非磁性超硬 ワイヤー放電 型彫放電 電子部品  5×35×10

インバー材を使用した部品です。インバー材はNi36%を含む鉄系材料です。線膨張係数(熱膨張率)が非常に低い材料として、常温(キューリー温度276℃、融点1426℃)で使用する計測器の部品としての使用が多数あります。例えばステンレス系金属の線膨張係数が約10~17[10-6/℃]であるのに対し、インバー材の数字は約2[10-6/℃]以下と、5分の1以下の数値になっています。

この部品は主にマシニングによる切削加工になります。

インバー材を採用した場合の部品精度は一般的なスチール(生材)と同程度どお考え下さい。

モリブデンのマシニング加工部品(10×10×15)

J1029646-007   測定ロッド受けA ワイヤー放電 マシニング 平面研削 モリブデン その他業界

モリブデンを使用した高温下での引張り強度試験用の治具になります。モリブデンは融点が2,600℃と高融点金属であり、かつ機械的強度が大きく剛性が高いことから本部品向きの材料と言えます。

この部品では1つの部品を一度加工を終えたのちに、その部品を二つに分割します。そのためそれぞれの部品の穴位置や精度が合致した部品が2つ出来上がることになります。

モリブデンは難削材でありカケが生じやすい材料であるため、加工には様々なノウハウが必要となります。特にタップ加工では注意をする必要があります。また最後に分割をする際にはワイヤー放電加工にて切断をおこなっております。

チタン製部品(最大外径φ50h7L110)です

J1025031-001 円錐トランデューサ チタン4種 旋盤 チタン加工 斧精密 その他業界

チタン合金は他の金属材料に比べ多くの優位点を持っており、SUSと同じように耐食性に優れます。特に海水に対しては完全耐食性を有しています。さらに高温状態での耐食性に優れています。一般的に金属は高温状態になってしまうと表面が酸化して錆びてしまうものですがチタンは非常に安定しています。また熱収縮をし難いため熱膨張を嫌う箇所への転用も可能です。

先端部に特殊形状の掘り込みがあります。一般的な旋盤加工では加工が出出来ません。

弊社では所有している複合旋盤加工機(マシニングセンタと旋盤加工機が一緒になったもの)を使用することで旋削加工をしながら先端の特殊形状の掘り込みも加工をすることができるため、1台の加工機で加工を完了することができます。

ベリリウム銅製ヒートブロック(70×70×10)

J1015064-007  PREAFTER HERAT BL  銅 ベリリウム銅 BeCu25 平面研削 マシニング プロファイル 角形状 電子部品

本部品では熱伝導率と耐久性を同時に求められる部品であるため、ベリリウム銅を使用しております。ベリリウム銅は一般的な金属材料とくらべ銅材料特有の高い熱伝導率(一般金属材料の3~5倍程度)をもっております。また時効硬化処理を行うことで高強度(HRc36~42程度)を得られます。そのため今まで熱伝導を考慮して他の銅材料を使用していた部品に耐摩耗性の改善材料として使用することができます。

板厚公差±0.01上下面に溝加工有り。

一般的な切削加工部品で、弊社ではマシニング加工、平面研削にて加工を行っております。

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