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2012.01.16 超精密切削工具「UPC®」新シリーズを発売 ~スミダイヤ バインダレスを刃先に新採用した「BL-UPC」~

重点開発製品ご紹介
超精密切削工具「UPC®」での超硬合金や高硬度材料の鏡面・ナノマイクロ切削が可能に

 
BL-UPC
 
株式会社アライドマテリアルは、超精密加工用ダイヤモンド切削工具「UPC」の刃先に、ナノ多結晶ダイヤモンドであるスミダイヤ バインダレス(∗1)を採用した新タイプ「BL-UPC」を開発、販売を開始する。超硬合金など従来は切削加工が不可能であった高硬度材料の超精密切削加工を可能にし、微細化、高精度化する加工要求に対応する。
 

1.概要
超精密ダイヤモンド切削工具「UPC」シリーズは、一般的な合成ダイヤモンド単結晶を刃先に使用しており、様々なプラスチックレンズの金型加工に実績がある。これらの金型は無電解ニッケルなど軟質金属を材料としているため、従来の「UPC」でナノメータ精度の加工が可能であった。
 一方、デジタルカメラやセンサーなどに使用されている光学、耐熱特性に優れた高機能ガラスレンズの金型は、超硬合金などの高硬度の材料を使用している。そのため、従来の「UPC」では刃先が欠損しやすく、また、焼結ダイヤなどを使用した一般工具では切れ刃が鋭利でなく精度の安定性や寿命に問題があったため切削での加工は困難であり、現在はダイヤモンド砥石などによる研削加工が主流である。
今回新たに開発した「BL-UPC」シリーズは、ナノ粒子の多結晶ダイヤモンドであるスミダイヤ®バインダレスの特性を活かし、単結晶ダイヤモンドの特長である鋭利な切れ刃と、多結晶ダイヤモンドの特長である耐欠損性の双方を備えた切削工具である。この結果、超硬合金の高硬度材料の鏡面加工などの超精密加工を切削にて対応することが可能となり、ガラスやSiCへの対応も検討を開始する。
 

2.特長 (研削加工との比較)
小型の凹面金型を研削で加工する場合、ダイヤモンド砥石の径が小さくなるため、作用するダイヤモンド砥粒数も少なくなる。また、サブミクロンの形状精度とナノメータレベルの表面粗さを得るためのツルーイング(∗2)が非常に難しい。このような問題から、研削加工では超精密に安定した形状を、ばらつきなく加工することが難しく、その小径化にも限界があった。
一方、新開発の「BL-UPC」シリーズによる切削加工では加工途中のツルーイングは不要のうえ、超精密加工機の動きを正確に金型に転写できるため、サブミクロンの形状精度とナノメータレベルの表面粗さを容易に得ることができる。また、Φ0.1mm以下の凹面の加工についても、楕円振動装置と組み合わせることで切り込み深さや送り速度を早くすることが可能なため、従来「UPC」で実績のある通常の金型加工と同様に、超硬合金金型などの量産加工にも活用できるようになった。
 

3.今後の展望
製品の高性能化に伴うガラス光学素子の小型化、高機能化が進んでおり、単純なレンズ面だけでなく回折格子などのマイクロパターンを組み込むなどの加工難易度の高い製品のニーズが増えている。そういった製品加工はバイト形状の工具のみでは困難で、複雑な3次元加工が可能なエンドミル形状の切削工具も必要になっている。またガラスの金型だけではなく、ガラスレンズ自体を直接切削するニーズもある。当社は今後、各種加工ニーズに対応するため、バイトだけではなく、従来型「UPC」同様、ナノボールエンドミルやナノプロファイルもスミダイヤ バインダレスを用いたものを開発、販売を進める予定である。「BL-UPC」の選択肢が拡がることにより、ガラス光学素子以外にもマイクロリアクターなどの医療用試験ガラス部品などの金型やマイクロマシン部品の超精密加工分野への適用が見込まれる。
 

4.今回販売を開始する「BL-UPC」シリーズ

 (1) UPC-R 円弧刃 非球面加工用バイト
 (2) UPC-T 三角刃 微細溝入れ加工用バイト
 (3) Nano Ballendmill       微細3次元加工用ボールエンドミル


 

5.用途

 (1) ガラスレンズ金型およびガラスレンズ
 (2) マイクロレンズアレイおよびその金型加工(光通信、各種センサー用)
 (3) 医療用試験部品金型の加工(マイクロリアクターなど)
 (4) マイクロマシン部品の加工


 

6.お問い合わせ先

  株式会社アライドマテリアル ダイヤ営業統括部 営業技術部 小畠(おばた)
  電話番号:06-6459-0525 FAX番号:06-6459-0532


 

【語句説明】

(∗1) スミダイヤ バインダレス
  グループ会社の住友電気工業株式会社が開発した焼結多結晶ダイヤモンド。焼結助剤(バインダ)を使用しておらず、
単結晶ダイヤモンドと同じ100%ダイヤモンドでありながら、へき開性がなく耐欠損性に優れ、異方性がないため均質な
耐摩耗性を有す。
 ※スミダイヤは住友電気工業株式会社の登録商標です。
(∗2) ツルーイング
  使用することで摩耗・変形する研削加工用工具表面をダイヤモンドドレッサなどで削り、正しい形状に整える作業のこと。
  以上