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プラスチック金型の研磨方法

機械研磨

機械研磨とは、材料表面の切削と塑性変形により研磨凸部を除去し、平滑な表面を得る研磨方法です。一般的にはオイルストーンスティック、ウールホイール、サンドペーパーなどが使用され、手作業が主流です。回転体の表面など特殊な部品にも使用可能です。ターンテーブルなどの補助工具を使用することで、高い面品位が求められる超精密研磨も可能です。超精密研磨は、研磨剤を含んだ研磨液中で特殊な研磨工具をワークの加工面に押し付け、高速回転させて研磨します。この技術により、各種研磨法の中で最高の表面粗さRa0.008μmを実現しました。光学レンズの金型ではこの方法がよく使われます。

化学研磨

化学研磨とは、材料の表面の微小な凸部を化学媒体中で凹部よりも優先的に溶解させ、平滑な表面を得る加工です。この方法の主な利点は、複雑な設備を必要とせず、複雑な形状のワークを研磨できること、同時に多数のワークを高効率で研磨できることです。化学研磨の中心的な問題は研磨液の調製です。化学研磨により得られる表面粗さは、一般に数１０μｍである。

電解研磨

電解研磨の基本原理は化学研磨と同じで、材料表面の微小な突起を選択的に溶解して表面を平滑化します。化学研磨に比べ陰極反応の影響を排除でき、効果が優れています。電解研磨プロセスは 2 つのステップに分かれています。 (1) 巨視的レベリング 溶解生成物が電解液中に拡散し、材料表面の幾何学的粗さが減少します (Ra>1μm)。 ⑵ 低光レベリング：アノード分極、表面輝度が向上、Ra<1μm。

超音波研磨

ワークピースを研磨剤懸濁液に入れ、超音波の振動効果を利用して超音波場に置き、ワークピースの表面で研磨剤を研削および研磨します。超音波加工は巨視的な力が小さく、ワークピースの変形を引き起こしませんが、ツールの製造と取り付けが困難です。超音波処理は、化学的または電気化学的方法と組み合わせることができます。溶液腐食と電解に基づいて、超音波振動を加えて溶液を撹拌し、ワークピースの表面の溶解生成物を分離し、表面近くの腐食または電解質を均一にします。液体中の超音波のキャビテーション効果も腐食プロセスを抑制し、表面の光沢を促進します。

液体研磨

流体研磨は、高速で流れる液体とそれに運ばれる研磨粒子を利用してワークピースの表面を洗浄し、研磨の目的を達成します。一般的に使用される方法は、アブレイシブジェット処理、液体ジェット処理、流体研削などです。流体研削は油圧によって駆動され、研磨粒子を運ぶ液体媒体がワークピースの表面を高速で前後に流れます。メディアは、低圧力下での流動性の良い特殊な化合物（高分子状物質）を主成分とし、研磨剤を混合したものです。研磨材は炭化ケイ素粉末から作ることができる。

磁気研削および研磨

磁気研磨研磨は、磁場の作用下で磁気研磨剤を使用して研磨ブラシを形成し、ワークピースを研磨します。この方法は、処理効率が高く、品質が良く、処理条件の制御が容易であり、良好な作業条件を備えています。適切な研磨剤を使用すると、表面粗さはRa0.1μmに達します。 2 この方法に基づく機械研磨 プラスチック金型の加工でいう研磨は、他の産業で必要とされる表面研磨とは大きく異なります。金型の研磨を厳密に言うと鏡面加工と呼ぶべきです。研磨自体に高い要件があるだけでなく、表面の平坦度、平滑度、幾何学的精度にも高い基準が設けられています。表面研磨には通常、光沢のある表面のみが必要です。鏡面加工の規格はAO=Ra0.008μm、A1=Ra0.016μm、A3=Ra0.032μm、A4=Ra0.063μmの4段階に分かれています。電解研磨や流体研磨などの方法では、部品の幾何精度を精密に制御することが困難です。しかし、化学研磨、超音波研磨、磁気研磨研磨などの表面品質は要求に達しておらず、精密金型の鏡面加工は依然として機械研磨が主流となっています。