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精密加工

耐久性に優れるPCDを先に使い、高切削性と長寿命化を図ったφ0.1mmPCD小径ドリルを任意形状に一段取りで製作する工作機械

群馬県

三友精機株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 φ0.1mmPCD(多結晶ダイヤモンド)小径ドリル製造ができる回転電極放電加工機の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 スマート家電、半導体、エレクトロニクス、光学機器
産業分野でのニーズ対応 高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(精度向上)、高効率化(生産性増加)
キーワード 工具の長寿命化
事業化状況 実用化に成功し事業化間近
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

プリント基板の複合材の利用拡大により、バリの発生や工具磨耗の激しさに大きな問題が発生している。耐久性のあるPCD工具も小径には対応できず製造方法が確立されていない。そこで本研究では、PCD小径ドリルが製造可能な回転電極放電加工機を開発し全工程対応可能な製造装置の開発を行う

開発した技術のポイント

加工機には機上電極成形の回転ディスクによる放電加工を採用しドリルに負荷をかけずに鋭利な刃先やシンニング加工を行える製造方法を確立
(新技術)
機上電極成形の回転ディスクによる放電加工により、φ0.1mmPCD小径ドリルを任意形状に一段取りで製作する
(新技術の特徴)
ドリルに負荷をかけずに高切削性と長寿命化を図った鋭利な刃先シンニング加工を行う

具体的な成果

・従来の工具研削機は、制御軸数5軸+1軸インデックスであるが、今回の開発では制御軸数6軸+1軸インデックスの機械装置で開発を行った
・工作機械は概ね大手メーカーCNC(コンピュータ数値制御)を用いているが、今回の開発ではサーボモータ・パソコン制御のソフトウエアで開発を行った
・機械装置内に電極成形用バイトを使用してカーボン電極の側面に刃先の先端角を設定して、ワーク回転させながら先端角の製作行った
・ドリルのねじれ角、逃げ角、溝加工を放電加工で製作が行える電極成形を製作した
・研削加工なしで刃先の鋭利性を確保するための放電電源の開発、シンニング加工時の偏心を行うソフトウエアを開発した
・加工中の振動信号の総体的な性質変化から工具の初期摩耗状態を検出し、摩耗状態と工具寿命を測定する機器の製作を行った

研究開発成果の利用シーン

耐久性に優れるφ0.1mmPCD小径ドリル、および製作するための専用工作機械(回転電極放電加工機)

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

PCDドリルを貸出し、加工テストの結果の連絡待ちである。(複数社)

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理

製品・サービスのPRポイント

・φ0.1mmPCD小径ドリルを任意形状に一段取りで製作できる
・ドリルに負荷をかけずに鋭利な刃先やシンニング加工を行う
・新技術を搭載した機械装置の価格を抑え、市場に安価な、複合材のプリント基板の穴あけを高精度に加工できるPCD小径ドリルを提供する

今後の実用化・事業化の見通し

・回転電極放電加工機の開発とPCD小径ドリル形状の製作という大きな目的は達成できた(ただし製品化に向けての回転電極放電加工機、PCD小径ドリルとも課題が残されている)
・プリント基板穴あけ加工テストにおいて、試作したPCDドリルの形状は、先端角120°ねじれ角30°であったが、プリント基板用のドリル形状は、先端角140°ねじれ角40°以上であり、形状の違いにより切り屑のはけ具合が悪く、簡単に試作したPCDドリルは折れてしまったことに加えて、今回のドリル径になると穴あけ加工に100,000rpm以上のスピンドル回転が必要であった
・今後も公設研究機関、アドバイザー企業と速やかに製品化作業、開発テーマに関心を示す大学や工具メーカーとの共同開発を進めたい

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 三友精機株式会社
事業管理機関 公益財団法人群馬県産業支援機構
研究等実施機関 日本エンギス株式会社
群馬県立群馬産業技術センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 三友精機株式会社(法人番号:2070001007069)
事業内容 金属切削加工
社員数 16 名
本社所在地 〒370-2111 群馬県高崎市吉井町小串305-1
ホームページ http://www.sanyuuseiki.com/
連絡先窓口 製造部、宮崎貴弘
メールアドレス t.miyazaki@sanyuuseiki.co.jp
電話番号 027-387-9234