レーザ肉盛部品のドライ切削に関する研究

●研究期間:平成 29 年 4 月~
●実施場所:海老名本部
●研究担当:事業化支援部デジタルものづくり担当 試作加工グループ

研究概要

最近の金属 3D プリンタには、Laser Metal Deposition (LMD・レーザ粉体肉盛)等の技術で素材を積層造形した後、 同じ機械で切削して形状を仕上げる複合加工機が登場してい ます。これらの機械で効率良く部品を製造するには、切削油 剤を用いずドライで切削することが理想的です。しかし、一 般的にドライ切削には工具寿命悪化等の問題があります。そ こで、LMD による素材の被削性を明らかにし、良好なドラ イ切削のための指針を得ることを本研究の目的としました。  レーザ粉体肉盛装置(図 1)で作製した肉盛材(材質 SUS420J1)に対し、ボールエンドミルによる切削を行い、 工具摩耗等を評価しました。肉盛材切削時の工具の摩耗幅は 一般材(生材)切削時より大きく(図 2)、肉盛材の被削性 は焼入れした一般材に近いことが明らかになりました。肉盛 材のドライ切削をウェット切削と比較すると、同等の加工面 が得られ(図 3)、工具摩耗幅も同程度となりました。したがっ て、ドライ切削でもウェット切削と同等の切削が可能である ことが分かりました。さらに、工具、ホルダ、切削条件を変 更して実験し、良好なドライ切削の指針を明らかにしました。
図1 レーザ粉体肉盛装置

図2 ボールエンドミル逃げ面の電子顕微鏡写真

図3 肉盛材切削後の加工面の様子