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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、手作業が主な方法です。回転体の表面などの特殊部品が使用できます。ターンテーブルなどの補助工具を使用することで、高い表面品質が要求される場合に超精密研磨を使用できます。超精密研磨は、高速回転する研磨剤を含む研磨液の中で、ワークの加工面に特殊な研磨工具を強く押し付けることです。この技術により、各種研磨法の中でも最高峰の表面粗さRa0.008μmを実現。光学レンズの金型は、この方法を使用することが多いです。

化学研磨

化学研磨とは、化学媒体中の材料の表面の微細な凸部を凹部よりも優先的に溶解させ、滑らかな表面を得る方法です。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ピースを研磨でき、同時に多くのワークピースを高効率で研磨できることです。化学研磨の核となる問題は、研磨液の調製です。化学研磨で得られる表面粗さは、一般的に数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、素材の表面にある小さな突起を選択的に溶解させて表面を滑らかにします。化学研磨と比較して、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 つのステップに分けられます。 (1) 巨視的レベリング 溶解した生成物が電解質に拡散し、材料表面の幾何学的粗さが減少します。Ra>1μm。⑵ 低照度レベリング: 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、超音波の振動効果に依存して超音波場で一緒に置き、研磨剤がワークピースの表面で研削および研磨されるようにします。超音波加工は巨視的な力が小さく、工作物の変形を引き起こしませんが、工具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。溶液の腐食と電解に基づいて、超音波振動を加えて溶液を攪拌し、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。

流体研磨

流体研磨は、研磨の目的を達成するためにワークピースの表面を洗浄するために、高速で流れる液体とそれによって運ばれる研磨粒子に依存しています。一般的に使用される方法は、アブレシブ ジェット処理、液体ジェット処理、流体力学的研削などです。ハイドロダイナミックグラインディングは、液圧によって駆動され、砥粒を含む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。メディウムは、主に低圧下での流動性に優れた特殊な化合物（ポリマー状の物質）と研磨剤を混合したもので構成されています。研磨材は、炭化ケイ素粉末で作ることができます。

磁気研削と研磨

磁気研磨研磨は、磁気研磨剤を使用して、磁場の作用下で研磨ブラシを形成し、ワークピースを研削します。この方法は、処理効率が高く、品質が高く、処理条件の制御が容易で、作業条件が良好です。適切な研磨剤を使用すると、表面粗さはRa0.1μmに達することがあります。2 この方法による機械研磨 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。金型の研磨は厳密には鏡面加工と呼ぶべきものです。研磨自体に高い要件があるだけでなく、表面の平坦度、滑らかさ、幾何学的精度にも高い基準があります。表面研磨は、通常、明るい表面のみを必要とします。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、部品の形状精度を精密に制御することは困難です。ただし、化学研磨、超音波研磨、磁気研磨研磨などの方法の表面品質は要件に達していないため、精密金型の鏡面加工は依然として主に機械研磨です。