金属成分は、酸素、水分、高温、機械的摩耗への暴露により、時間とともに加齢と変色する傾向があります。研磨は、腐食開始部位を最小限に抑え、表面汚染を防ぐ鏡の滑らかな表面を作成します。結果として得られる仕上げは、装飾的な魅力を高め、光学反射器などの機能的使用に高い反射率を提供します。さらに、表面の不規則性を除去することにより、研磨はストレス濃縮器として作用するマイクロノッチを排除し、それによって疲労寿命を改善します。
この記事では、磨きの重要な手順と方法を取り上げ、その利点と一般的なアプリケーションを調査し、パフォーマンスと外観の両方を維持するための実用的なヒントを共有します。
研磨は研磨剤を使用して、徐々に欠陥と傷を除去します機械加工部品、滑らかで反射的な表面を達成することを目指しています。材料と望ましい結果に応じて、さまざまな手法を適用できます。たとえば、機械的研磨は一般に金属に使用されますが、化学的方法は特定の種類の石、ガラス、またはプラスチックに適しています。
材料や仕上げの品質に関係なく、研磨プロセスは通常、いくつかの重要なステップに従って、粗い表面を鏡のような仕上げに変換します。
粗い粉砕から始めて、機械加工、溶接、鋳造から大きな表面の不規則性と深い傷を除去します。 40〜60のグリットディスクまたはベルトを備えたアングルグラインダーまたはベルトサンダーを使用して、高スポットをすばやく倒します。次に、120〜240のグリットサンドペーパーを搭載したランダムな軌道サンダーに切り替えて、表面を平準化し、残りの研削マークを消去します。
ラフ化後、ベンチポリッシャーまたはハンドヘルドロータリーツールに取り付けられたウールバフボンネットまたは綿バフングホイールを使用して、切断コンパウンドを部品に塗ります。粗い化合物が残りの傷を除去したら、徐々に細かい研磨化合物を搭載した泡の磨きパッドまたはより細かい布ホイールに切り替えて、マイクログロブを消去し、鏡のような光沢を作ります。きれいなマイクロファイバークロスで表面を拭いて仕上げて、化合物残基を除去し、均一で高反射の仕上げを検証します。
研磨後、部品にはわずかなヘイズまたはマイクロスクラッチがある場合があります。鏡のような仕上げを均一にするために、柔らかい布のホイールをマウントしたり、ポリッシャーにモップをバフしたりし、hazeが消えるまで、均一な圧力で明るい明るい化合物を塗ります。この最後のバフステップは、表面の明るさをさらに強化し、一貫した高反射の仕上げを実現します。
洗練された仕上げを保持するには、保護ワックス、オイル、または透明なラッカーの薄いコートを塗り、表面を密封します。この層は、輝きを維持し、水分と汚染物質を遮断し、コンポーネントのサービス寿命を延長するのに役立ちます。このステップを含め、選択したコーティングを含めるかどうかは、部品の材料、動作環境、耐久性の要件に依存します。
これは、金属加工で最も一般的な仕上げ技術であり、通常は化学または電解の研磨に先行します。研磨ツールとワークピースの間の直接接触に依存して、材料を除去し、傷、ツールマーク、およびその他の表面欠陥を滑らかにします。手作業で、またはベンチポリッシャー、アングルグラインダー、研磨界のベルト、ディスク、ホイール、パッドを備えた軌道サンダーなどの駆動装置で行うことができます。
長所
短所
化学研磨では、ワークピースは制御されたバスに浸され、その溶液は顕微鏡的な高スポットを選択的に溶解し、表面の粗さを滑らかにして均一な明るい仕上げを生成します。お風呂の温度、濃度、および浸漬時間を調整することにより、このプロセスは機械的な摩耗なしでタイトまたは複雑な形状を扱うことができます。
長所
短所
しばしばの逆と見なされます電気めっき。金属を堆積する代わりに、ワークピースは酸電子液の正の電極（アノード）として機能し、カソードを並べて配置します。 DC電流が流れると、金属イオンはアノードの顕微鏡的高スポットから優先的に溶解し、表面を明るい鏡のような仕上げに滑らかにします。
長所
短所
蒸気研磨は、主に透明または半透明のプラスチック、特に3DプリントされたABS、PMMA、またはPCで使用され、光学的透明度と表面の滑らかさを改善します。部品は、溶媒蒸気（アセトンやジクロロメタンなど）が表面層のピークを静かに溶かし、機械的耐摩耗性のない層を消去する密閉室に配置されます。
長所
短所
高度に磨かれた表面は滑らかで、摩擦を減らし、可動部品間の摩耗を減らします。また、この滑らかさにより、表面は細菌を抱く可能性が低くなり、きれいにしやすく、汚染のリスクを減らします。
さらに、磨かれた金属の明るさは光の反射率を高め、しばしば贅沢と品質にリンクし、熱を反射し、熱管理を支援します。これらの利点により、以下を含む、業界全体で幅広いアプリケーションが可能になります。
さまざまな産業や地域では、さまざまなシステムを使用して、洗練された表面グレードを分類しています。仕上げを指定する2つの一般的な方法は、研磨グリットのサイズ（表面粗さと相関する）と視覚的光沢です。典型的な分類を以下に示します。
| 仕上げグレード | グリットサイズ（ANSI） | 説明 |
| 粗い | 40-60 | 大きな傷と溶接マークを取り除くための重い研磨 |
| 中くらい | 80-120 | 適度な滑らかさのための標準的な研磨 |
| 大丈夫 | 180-240 | より滑らかな表面を実現するための細かい研磨 |
| とてもいい | 320-1200 | 非常に滑らかまたは近い環状仕上げのための超洗練された研磨 |
| 学年 | 光沢の説明 | 典型的なアプリケーション |
| マット | 光を拡散させる控えめな光沢 | ハードウェア、まぶしさを最小限に抑える必要があるアートインスタレーション |
| サテン | 低光学、落ち着いた外観 | インテリアデザイン要素、アプライアンスパネル |
| 明るい | 反射的な光沢 | 自動車のディテール、ジュエリー、消費者向けトリム |
| ミラーブライト | 非常に高い、完璧な反射率 | 光学装置、鏡、ハイエンドの装飾品 |
一貫して滑らかでミラー品質の仕上げについては、これらのベストプラクティスを考慮してください。
最良の方法は、素材、一部のジオメトリ、希望の仕上げ、バッチサイズに依存します。ほとんどの金属では、機械的研磨はツールマークを削除するための直接制御を提供しますが、化学物質の研磨またはエレクトロポリ酸塩は、接触せずに明るい腐食抵抗性の光沢を提供し、隠されたチャネルに到達します。蒸気研磨により、透明なプラスチック上の層の線が消去されます。振動仕上げは大きなバッチを効率的に処理し、ハンドツールまたは溶媒蒸気は1回限りのプロトタイプに最適です。
各研磨段階に合わせて研磨剤を選択します：重度の欠陥除去のために40〜80のグリットベルトまたはディスク、表面の滑らかに120〜240グリットパッド、最終グロス用の柔らかい綿またはフォームホイールの400〜800グリット。さらに、部品の形状に合わせてパッドの剛性を選択します。これは、平らな領域用の際立ったパッドと、曲線や輪郭の柔軟で柔軟なパッドです。最後に、各グリットのツール速度と圧力を調整します。RPMSの低下と軽い圧力は、過熱を防ぎ、研磨寿命を延ばします。
各研磨段階の後、グリッツを切り替える前にすべての残留物を取り除きます。糸くずのない布と少し溶媒（イソプロピルアルコールなど）で部品を拭き、圧縮空気で溝をきれいにします。複雑な形の場合は、温水と穏やかな洗剤ですすぎ、完全に乾燥させます。これにより、粗い粒子が新しい傷を引き起こすのを防ぎ、各グリットが一貫した滑らかな仕上げのために効果的に機能することを保証します。
キーステージでの定期的なチェックは、部品を仕様に合わせて、やり直しにしないようにします。各グリットステージの後、良い照明の下で表面を調べるか、ルーペを使用して、スクラッチの除去や光沢さえ確認します。ポータブルプロファイロメーターまたはスタイラステスターを使用して粗さを測定してRAを検証し、キャリパーまたはマイクロメーターを使用して重要な寸法を確認します。オフターゲットの仕上げや寸法逸脱を早期にキャッチすると、圧力、速度、または研磨性のグリットをすぐに調整し、研磨プロセスが軌道に乗っていることを確認できます。
研磨プロセスを文書化するときは、毎回釘付けしたいレシピのように扱います。部品ID、日付、および演算子を記録し、使用した正確なツールと研磨剤（マシンタイプ、パッドまたはホイール素材、および各段階でのグリットサイズ）に注意してください。圧力設定、スピンドルスピードまたはハンドツールRPM、および各グリットに費やした時間を書き留めます。研磨後、ログは表面視線値を測定し、発見した欠陥、およびどのような調整を行ったかを測定しました。これらの詳細を共有形式で保持するため、シンプルなスプレッドシートであろうとデジタルフォームであろうと、勝利セットアップを再現し、物事がうまくいかないときにパターンをスポットし、新しいチームメンバーをより速く訓練できます。
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研磨化合物とは何ですか？
研磨化合物は、培地に混合された細かい研磨粒子を含む物質であり、ペースト、バー、液体、または粉末の形である可能性があります。通常、オブジェクトの表面仕上げを滑らかに改善するために、ホイール、パッド、布などの研磨ツールと組み合わせて使用されます。
バフと研磨の違いは何ですか？
研磨は、表面の欠陥を滑らかにし、表面を準備するために使用されるプロセスであり、通常はより粗い研磨剤を使用しています。それは均一な仕上げを作り出しますが、必ずしも輝きを追加するわけではありません。一方、バフは、研磨後に行われ、より柔らかいホイールを備えたより細かい研磨剤を使用して、高光沢または鏡のような仕上げを実現します。
研磨は表面の平準化に焦点を当てていますが、バフは輝きを高めることを目的としています。
ブラッシングと研磨の違いは何ですか？
ブラッシングと研磨はさまざまな目的を果たし、独特の仕上げを生み出します。ブラッシングは、耐久性を向上させ、欠陥や指紋を隠すのに役立つ、テクスチャのマット仕上げを作成します。対照的に、研磨は非常に反射的で滑らかな表面を生成し、表面の質と外観の両方を改善します。
研磨と仕上げの違いは何ですか？
研磨と仕上げは関連していますが、同一の用語ではありません。仕上げは、洗浄、討論、コーティング、塗装、陽極酸化など、機械加工または製造後の部品の表面を改善するために使用されるすべてのプロセスをカバーする広範な用語です。研磨は、特に研磨剤を使用して粗さを減らし、均一で光沢のある外観を作成するために研磨剤を使用して表面を滑らかにして明るくすることを目的とした仕上げプロセスの1つにすぎません。要するに、すべての研磨は終了していますが、すべての仕上げが研磨されているわけではありません。
プラスチックは、工業用途において金属に比べて、軽量特性、耐食性、設計の柔軟性、優れた電気絶縁性、加工コストやメンテナンスコストの削減など、いくつかの利点をもたらします。改質された高性能エンジニアリング プラスチックが進化し続けるにつれて、従来の金属主体の用途の多くが現在、部分的または完全にプラスチックに置き換えられています。中でも ABS は、機械的強度、靱性、加工性、表面仕上げ性、コスト効率のバランスが優れている点で際立っています。プラスチックの中で重要な位置を占めており、汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチックの間の橋渡し役として機能します。
真鍮は、さまざまな目的でさまざまな業界で一般的に使用される非鉄金属です。複雑な電子コネクタや耐久性のある配管継手から高性能の自動車および航空宇宙コンポーネントまで、真鍮はほぼどこにでもあります。高精度で機械加工する能力は、製造業の最大の選択となります。
金属スプーンについて考えてください。ハンドルを軽く押すと、少し曲がりますが、手放すとすぐに戻ってきます。ただし、より強く押すと、スプーンが永続的な曲がり角になります。その時点で、あなたはスプーンの降伏強度を通り過ぎました。この記事では、降伏強度の意味、引張強度や弾性限界などの関連するアイデアとどのように比較されるか、そしてそれが現実の世界で重要な理由を探ります。また、降伏強度と一般的な材料の典型的な値に影響を与える要因についても見ていきます。 降伏強度とは 降伏強度は、材料が永続的に変形し始める応力レベルです。簡単に言えば、それは素材が跳ね返り（弾性挙動）を止め、完全に逆転しない方法で曲げまたは伸びを開始するポイントです。降伏強度の下で、力を除去すると、材料は元の形状に戻ります（その長さに戻るスプリングのように）。降伏強度を超えて、材料は永遠に変化します。 これをよりよく理解するために、ストレスと緊張という2つの重要な用語を分解しましょう。ストレスは、断面領域で割った材料、または単に材料内の力の強度に加えられる力です。あなたはそれを圧力と考えることができますが、ストレスは外部のプッシュではなく内部反応を説明します。ひずみとは、長さの変化を元の長さで割ったように計算される材料の変化の形状です。ひずみに対するストレスをプロットすると、aが取得されますストレス - ひずみ曲線これは、負荷が増加するにつれて材料がどのように動作するかを示しています。 ストレス - ひずみ曲線の初期の部分では、材料は弾力的に振る舞います。ストレスとひずみは比例し（フックの法則の下で直線）、荷重が除去されると材料は元の形状に戻ります。この領域の終わりは弾性限界です。降伏強度は、この移行を弾性の挙動からプラスチックの挙動に示し、可逆的な変形と不可逆的な変形の境界を定義します。 軟鋼のような多くの延性金属の場合、この移行は鋭いものではなく徐々にです。降伏強度を一貫して定義するために、エンジニアはしばしば0.2％のオフセット方法を使用します。それらは、曲線の弾性部分に平行なラインを描画しますが、0.2％のひずみによってシフトします。この線と交差する点は、曲線と交差する点が降伏強度としてとられます。これは、明確な降伏点が存在しない場合でも、降伏強度を測定するための実用的で標準化された方法を提供します。 降伏強度と引張強度 定義したように、降伏強度は、材料が永続的に変形し始めるストレスです。しばしば究極の引張強度（UTS）と呼ばれる引張強度は、材料が壊れる前に耐えることができる最大応力です。その点に達すると、材料は追加の負荷を運ぶことができなくなり、すぐに骨折が続きます。 どちらも材料がストレスにどのように反応するかを説明しますが、それらは異なる限界を表しています。降伏強度は永久変形の開始を示しますが、引張強度は限界点を示します。たとえば、スチールロッドを引っ張ると、最初に伸長します。降伏強度を通り過ぎると、永続的な伸びが必要です。張力強度に達するまで続けてください。そうすれば、ロッドは最終的にスナップします。 実用的な設計では、エンジニアは、コンポーネントが持続的な損傷をせずに機能的なままでなければならないため、降伏強度に重点を置いています。引張強度は依然として重要ですが、通常、使用中には決して発生しない故障条件を示します。 引張強度に加えて、降伏強度は、しばしば他の2つの概念と混同されます。 弾性制限：弾性制限は、荷重が除去されると、元の形状に完全に戻っている間に材料が取ることができる最大応力です。この制限以下では、すべての変形は弾力性があり、可逆的です。多くの場合、弾性限界は降伏強度に非常に近いため、2つは同じように扱われます。弾性制限は正確な物理的境界を示しますが、降伏強度は一貫して測定して安全な設計に使用できる標準化されたエンジニアリング値を提供します。 比例制限：この用語は、応力 - 伸縮曲線の線形部分に由来します。比例制限は、フックの法則に従って、ストレスと緊張が直接的な割合で増加するポイントです。通常、弾性制限と降伏強度の両方の前に発生します。この点を超えて、曲線は曲がり始めます。関係はもはや完全に線形ではありませんが、材料はまだ弾力性があります。 降伏強度に影響を与える要因 降伏強度は固定されたままではありません。いくつかの材料と環境要因に応じて変化する可能性があります。ここに最も一般的なものがあります： 材料組成（合金要素） 金属の構成は、その降伏強度に大きな影響を与えます。金属では、合金要素を追加すると、それらを強くすることができます。たとえば、炭素、マンガン、クロムなどの元素が添加されると、鋼は強度を獲得しますが、炭素が多い場合も脆弱になります。アルミニウム合金は、銅、マグネシウム、亜鉛などの元素から強度を得ます。これらの追加により、金属内に脱臼の動きをブロックする小さな障害物（プラスチック変形の原子レベルのキャリア）が生じ、降伏強度が高まります。簡単に言えば、金属の「レシピ」により、曲がりが難しくなり、簡単になります。そのため、ソーダ缶のアルミニウムは柔らかく柔軟であり、航空機の翼のアルミニウムは他の金属と混合しているため、降伏強度がはるかに高くなっています。 粒サイズ（微細構造） 一般に、穀物が小さいことはより高い強度を意味し、ホールとペッチの関係によって記述されている傾向です。その理由は、穀物の境界が転位運動の障壁として機能するため、より細かい粒子はより多くの障害物を生み出し、金属をより強くすることです。冶金学者は、制御された固化または熱機械処理を通じて穀物のサイズを改良します。たとえば、多くの高強度の鋼と超合金は非常に細かい穀物で設計されており、非常に大きな穀物を持つ金属がより簡単に収量する傾向があります。 熱処理 金属の加熱と冷却の方法は、その構造を変えることができ、したがってその降伏強度を変えることができます。アニーリング（遅い加熱と冷却）金属を柔らかくし、降伏強度を低下させ、内部応力を緩和することにより延性を引き出します。消光（水または油の急速な冷却）は、構造を硬くてストレスのある状態にロックし、降伏強度を大幅に増加させますが、金属を脆くします。バランスを回復するために、クエンチングの後に続くことがよくあります気性、タフネスを改善する中程度の再加熱ステップ。 適切な熱処理を選択することにより、メーカーはアプリケーションに応じて金属をより硬く、または柔らかくすることができます。たとえば、スプリングスチールは高降伏強度を達成するために処理されるため、変形せずに曲げることができますが、スチールワイヤーは最初にアニールされ、簡単な形をしてから後で強化します。 製造プロセス（コールドワーク） 材料が機械的にどのように処理されるかは、降伏強度を変えることもできます。コールドワーク（コールドローリングやコールドドローイングなど、室温で金属を変形させる）は、作業硬化と呼ばれるメカニズムを介して降伏強度を高めます。金属を卑劣に変形させると、その結晶構造に転位と絡み合いを導入します。これが、コールドロールスチールが通常、ホットロールされた（作業中ではない）状態で同じスチールよりも高い降伏強度を持っている理由です。 温度と環境 経験則として、ほとんどの金属は高温で降伏強度を失います。熱は金属を柔らかくするので、力を少なくして変形させることができます。非常に低い温度では、一部の材料はより脆くなります。粗末に変形する能力は減少するため、降伏応力は技術的な意味で増加する可能性がありますが、収量よりも骨折する可能性が高くなります。 腐食や放射線などの環境要因も材料を分解する可能性があります。腐食はピットを作成したり、断面積を減らしたりし、収量する前に構造が処理できる荷重を効果的に削減します。たとえば、錆びた鋼鉄の梁は、腐食されていない荷物よりも低い負荷の下で生成される可能性があります。これは、その有効厚さが減少し、錆からマイクロクラックがストレスを集中させる可能性があるためです。 異なる材料の降伏強度 ストレス - ひずみ曲線は、異なる材料が荷重にどのように反応するかを比較する簡単な方法を提供します。上の図では、4つの典型的な動作を見ることができます。応力が増加するにつれてそれぞれが異なって反応し、その降伏強度はそれらの違いを反映します。 脆性材料：ガラスやセラミックなどの脆性材料は、塑性変形がほとんどありません。彼らは突然骨折するまでほぼ直線に従います。彼らの降伏強度は、彼らが実際に「収量」していないからです。 強いが延性材料ではない：高強度鋼などの一部の材料は、高いストレスに耐えることができますが、延性が限られていることを示します。彼らは高降伏強度を持っています。つまり、永続的な変形によく抵抗しますが、壊れる前にあまり伸びません。 延性材料：軟鋼やアルミニウム合金などの金属は延性があります。それらは特定の応力レベルで屈し、その後、壊れる前に著しい塑性変形を受けます。彼らの降伏強度は、究極の引張強度よりも低く、エンジニアに設計するための安全な「バッファーゾーン」を提供します。 プラスチック材料（ソフトポリマー）：ソフトプラスチックとポリマーの降伏強度は比較的低いです。それらは小さなストレスの下で簡単に変形し、明確な降伏点を示さない場合があります。代わりに、それらは骨折への鋭い移行を示すことなく着実に伸びています。 これらの一般的な行動は、実際の降伏強度値を見るとより明確になります。以下の表には、一般的なエンジニアリング材料と比較のための典型的な降伏強度が示されています。 材料降伏強度（MPA）鋼鉄〜448ステンレス鋼〜520銅〜70真鍮〜200+アルミニウム合金〜414鋳鉄〜130典型的な降伏強度値 現実世界で降伏強度が重要な理由 降伏強度は、荷重の下に形状を保持するために材料が必要なときはいつでも重要です。ここにそれが重要な役割を果たすいくつかの領域があります： 建設とインフラストラクチャ 建物や橋では、高降伏強度のために鋼鉄の梁やその他の金属部品が選択されているため、車両、風、さらには地震からの重い荷物を曲げたり、垂れ下げたりすることなく運ぶことができます。通常の使用中にビームが生成された場合、構造の安全性は危険にさらされます。そのため、エンジニアは常にストレスを降伏点をはるかに下回るマージンで設計します。 自動車の安全 現代の車は、衝突中に制御された方法で生成するように設計されたクランプルゾーンを使用します。衝撃力がフロントパネルまたはリアパネルの降伏強度を超えると、これらの領域は、完全な力を乗客に渡すのではなく、永久変形を通してエネルギーをしゃがみ、吸収します。同時に、キャビンは、居住者を保護したままにして、降伏に抵抗する高強度の材料で補強されます。 航空宇宙と輸送 航空機の着陸装置は、永久に曲がることなくタッチダウンの衝撃に耐える必要があります。胴体と翼は、材料が十分な降伏強度を欠いている場合に損傷を引き起こす繰り返しの加圧サイクルと空力的な力に直面します。強度と低重量のバランスをとるために、エンジニアはしばしばアルミニウムやチタンなどの高度な合金に目を向けます。同じ原則は、レールや船体の列車に適用されます。船体は、激しい使用の下で硬直し、永続的な曲がり角やへこみに抵抗する必要があります。 毎日の製品 レンチやドライバーなどの高品質のツールは、高利回りの強さの鋼で作られているため、通常の使用で曲がらないようにしますが、ストレスが降伏強度を超えると、より安価なツールはしばしば恒久的な曲がりを伸ばします。同じアイデアがシンプルなコートハンガーで見ることができます。軽い荷重が戻ってきますが、重い荷物や鋭い曲がりは降伏点を超えて押し進め、形状の永続的な変化を残します。降伏強度は、自転車フレームのような大きなアイテムの設計も導きます。これは、ライダーの重量を運ぶ必要があり、形を屈することなくバンプを吸収する必要があります。 Chiggoを使用して作業します 正確な降伏強度値を日常的なアプリケーションに要求する軽量航空宇宙コンポーネントを設計する場合でも、Chiggoはそれを実現するための専門知識と製造機能を提供します。私たちのチームはAdvancedを組み合わせていますCNC加工、3Dプリント、および深い材料の知識を備えた射出成形を使用して、あなたの部品が意図したとおりに正確に機能することを保証します。今すぐCADファイルをアップロードして、すぐに見積もりを取得してください！
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