JP2002254286A - ワイヤソーによるプラスチック及びプラスチック複合材の切断方法 - Google Patents
ワイヤソーによるプラスチック及びプラスチック複合材の切断方法Info
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- JP2002254286A JP2002254286A JP2001053690A JP2001053690A JP2002254286A JP 2002254286 A JP2002254286 A JP 2002254286A JP 2001053690 A JP2001053690 A JP 2001053690A JP 2001053690 A JP2001053690 A JP 2001053690A JP 2002254286 A JP2002254286 A JP 2002254286A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチック及びプラスチック複合材を高能
率、高精度で切断する方法を提供する。 【解決手段】 高強度の芯線にめっき又はレジンボンド
で砥粒を固着した固定砥粒ワイヤソーをロール間に所定
のピッチで張架し、一方向又は往復動走行させて被削材
のプラスチック又はプラスチック複合材の切断面全長に
同時に同圧力で接触させることで、被削材に歪みを与え
ず切断する。
率、高精度で切断する方法を提供する。 【解決手段】 高強度の芯線にめっき又はレジンボンド
で砥粒を固着した固定砥粒ワイヤソーをロール間に所定
のピッチで張架し、一方向又は往復動走行させて被削材
のプラスチック又はプラスチック複合材の切断面全長に
同時に同圧力で接触させることで、被削材に歪みを与え
ず切断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック及び
プラスチック複合材を固定砥粒ワイヤソーにより切断す
る方法に関する。
プラスチック複合材を固定砥粒ワイヤソーにより切断す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種のプラスチック並びにプラスチック
複合材はあらゆる産業分野で使用されており、大きな板
材から小さな部品を高能率、高精度に切断する要求が高
まっている。しかし、これらの素材は金属、セラミック
ス、ＳｉＣ、水晶、ガラスなどの硬脆材料と異なり、弾
性変形量が大きく、熱的影響を受けて変質、変形し易い
などの問題があり、最適な切断方法が見出されていな
い。
複合材はあらゆる産業分野で使用されており、大きな板
材から小さな部品を高能率、高精度に切断する要求が高
まっている。しかし、これらの素材は金属、セラミック
ス、ＳｉＣ、水晶、ガラスなどの硬脆材料と異なり、弾
性変形量が大きく、熱的影響を受けて変質、変形し易い
などの問題があり、最適な切断方法が見出されていな
い。
【０００３】これらの素材の切断方法として、丸鋸や帯
鋸による切断は切れ味が悪く、切断抵抗により被削材が
変形して切断され、精度を要する切断加工には用いられ
ていない。又、レジノイド砥石やラバー砥石による切断
は、被削材の変形に加え切断発熱が生じ、被削材の切断
面に熱的変質を与える。プラスチックの比熱は鋼に比べ
約３倍であるが、比重は小さいため容積比熱は約１／２
に過ぎず、プラスチックの温度上昇は鋼に比べ２倍にも
なり、その上、プラスチックの熱伝導率は大変小さいた
め加工熱の影響を受け易い。
鋸による切断は切れ味が悪く、切断抵抗により被削材が
変形して切断され、精度を要する切断加工には用いられ
ていない。又、レジノイド砥石やラバー砥石による切断
は、被削材の変形に加え切断発熱が生じ、被削材の切断
面に熱的変質を与える。プラスチックの比熱は鋼に比べ
約３倍であるが、比重は小さいため容積比熱は約１／２
に過ぎず、プラスチックの温度上昇は鋼に比べ２倍にも
なり、その上、プラスチックの熱伝導率は大変小さいた
め加工熱の影響を受け易い。
【０００４】プラスチックに各種の繊維やアスベストな
どの無機材料を充填した複合材料の切断に、丸鋸や帯鋸
を用いた場合、刃先の摩耗が激しく、短時間の加工で目
立てが必要となり極めて加工能率が悪い。又、これらの
工具による切断は切断面も悪く、繊維の毛羽立ちが残
る。レジノイド砥石やラバー砥石による場合も、砥石の
摩耗が早く、丸鋸や帯鋸などの鋼製鋸に比べ加工熱が鋸
本体に逃げないため、熱硬化性プラスチックの場合には
切断面に焦げや変色を起こし、熱可塑性プラスチックの
場合には変色や融解、融着を起こす。
どの無機材料を充填した複合材料の切断に、丸鋸や帯鋸
を用いた場合、刃先の摩耗が激しく、短時間の加工で目
立てが必要となり極めて加工能率が悪い。又、これらの
工具による切断は切断面も悪く、繊維の毛羽立ちが残
る。レジノイド砥石やラバー砥石による場合も、砥石の
摩耗が早く、丸鋸や帯鋸などの鋼製鋸に比べ加工熱が鋸
本体に逃げないため、熱硬化性プラスチックの場合には
切断面に焦げや変色を起こし、熱可塑性プラスチックの
場合には変色や融解、融着を起こす。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】以上のような問題を解
決する方法として、遊離砥粒によるワイヤ切断が考えら
れる。丸鋸や砥石による切断は、切断が一方向からの切
込で被削材を切断して行くため切断部分に大きな力がか
かり、被削材を歪ませながら切断するのに対し、ワイヤ
切断は被削材の切断長さ全長に渡って同時に同圧力でワ
イヤが接触して切断を行うため、被削材に与える歪みは
非常に小さい特徴がある。
決する方法として、遊離砥粒によるワイヤ切断が考えら
れる。丸鋸や砥石による切断は、切断が一方向からの切
込で被削材を切断して行くため切断部分に大きな力がか
かり、被削材を歪ませながら切断するのに対し、ワイヤ
切断は被削材の切断長さ全長に渡って同時に同圧力でワ
イヤが接触して切断を行うため、被削材に与える歪みは
非常に小さい特徴がある。
【０００６】この方法は、リールから繰り出されたワイ
ヤを複数の溝ローラに所定ピッチで巻き付けて形成した
ワイヤ列を、一方向又は往復動させながら被削材とワイ
ヤ列の接触部分に遊離砥粒を混合した研削液を供給しな
がら切断する方法である。従って、ワイヤ列の構成次第
で一度に多数の切断が可能であり、能率的ではある。し
かし、走行するワイヤと被削材との間に挟まった遊離砥
粒が転動しながら被削材を削り取るラッピング加工によ
って加工が進むため加工能率が悪く、特に、被削材が軟
質材の場合には切断面に遊離砥粒が食い込んで残ってし
まうという問題が発生する。切断面に砥粒が食い込めば
研磨仕上げすることもできなくなる等の欠点がある。そ
の上、遊離砥粒を用いるため、環境上も好ましくなく、
余分な洗浄工程も必要となる等の欠点がある。本発明
は、以上のような問題を解決するものであり、高能率、
高品質な切断ができる切断方法を提供するものである。
ヤを複数の溝ローラに所定ピッチで巻き付けて形成した
ワイヤ列を、一方向又は往復動させながら被削材とワイ
ヤ列の接触部分に遊離砥粒を混合した研削液を供給しな
がら切断する方法である。従って、ワイヤ列の構成次第
で一度に多数の切断が可能であり、能率的ではある。し
かし、走行するワイヤと被削材との間に挟まった遊離砥
粒が転動しながら被削材を削り取るラッピング加工によ
って加工が進むため加工能率が悪く、特に、被削材が軟
質材の場合には切断面に遊離砥粒が食い込んで残ってし
まうという問題が発生する。切断面に砥粒が食い込めば
研磨仕上げすることもできなくなる等の欠点がある。そ
の上、遊離砥粒を用いるため、環境上も好ましくなく、
余分な洗浄工程も必要となる等の欠点がある。本発明
は、以上のような問題を解決するものであり、高能率、
高品質な切断ができる切断方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、固定砥粒
ワイヤソーを使用することで、プラスチック及びプラス
チック複合材を高能率、高精度に切断できることを見出
した。本発明の切断方法の第一の特徴は、ロール間に単
列又は所定ピッチで張架した固定砥粒ワイヤソーを一方
向又は往復動させて、プラスチック又はプラスチック複
合材を切断することである。
ワイヤソーを使用することで、プラスチック及びプラス
チック複合材を高能率、高精度に切断できることを見出
した。本発明の切断方法の第一の特徴は、ロール間に単
列又は所定ピッチで張架した固定砥粒ワイヤソーを一方
向又は往復動させて、プラスチック又はプラスチック複
合材を切断することである。
【０００８】固定砥粒ワイヤソーによる切断は遊離砥粒
によるワイヤ切断と同じく被削材の切断面の全長に渡り
ワイヤソーが接して切断が進行するため、丸鋸や砥石に
よる場合の如く切込部分のみに切断力が作用して、被削
材を歪ませることがなく、軟質材であっても高精度に切
断が可能となる。又、遊離砥粒によるワイヤ切断では、
遊離砥粒によるラッピング作用によって切断が進行する
のに対し、固定砥粒による研削加工により切断加工がな
されるので切断能力は比較にならない程良好である。更
に、被削材が軟質材の場合、遊離砥粒が被削材の切断面
に食い込んで残るが、固定砥粒ワイヤソーによる切断加
工ではそのような恐れがない。
によるワイヤ切断と同じく被削材の切断面の全長に渡り
ワイヤソーが接して切断が進行するため、丸鋸や砥石に
よる場合の如く切込部分のみに切断力が作用して、被削
材を歪ませることがなく、軟質材であっても高精度に切
断が可能となる。又、遊離砥粒によるワイヤ切断では、
遊離砥粒によるラッピング作用によって切断が進行する
のに対し、固定砥粒による研削加工により切断加工がな
されるので切断能力は比較にならない程良好である。更
に、被削材が軟質材の場合、遊離砥粒が被削材の切断面
に食い込んで残るが、固定砥粒ワイヤソーによる切断加
工ではそのような恐れがない。
【０００９】本発明の第二の特徴は、前記固定砥粒ワイ
ヤソーとして、芯線をピアノ線、砥粒を粒径５〜２００
μｍのダイヤモンド砥粒、砥粒固着ボンドをフェノール
樹脂とすることである。これは、ワイヤソーの製作及び
切断性能の観点から、このような仕様とするのが好まし
い。
ヤソーとして、芯線をピアノ線、砥粒を粒径５〜２００
μｍのダイヤモンド砥粒、砥粒固着ボンドをフェノール
樹脂とすることである。これは、ワイヤソーの製作及び
切断性能の観点から、このような仕様とするのが好まし
い。
【００１０】
【発明の実施形態】本発明の切断方法に用いる固定砥粒
ワイヤソーは、高強度のワイヤの外周面上に多数の砥粒
をボンドで固着してなるワイヤソーである。砥粒はＳｉ
Ｃ、Ａｌ２Ｏ３などの一般砥粒を用いることができる
が、硬度の大きいダイヤモンド、ＣＢＮなどの超砥粒が
好ましく、砥粒径は５〜２００μｍの範囲が好ましい。
５μｍ未満ではあまりに細粒であるため切断能力がな
く、２００μｍを超えると良好な切断面が得られない。
又、ワイヤー径が太くなりその分取り代が大きくなって
好ましくない。
ワイヤソーは、高強度のワイヤの外周面上に多数の砥粒
をボンドで固着してなるワイヤソーである。砥粒はＳｉ
Ｃ、Ａｌ２Ｏ３などの一般砥粒を用いることができる
が、硬度の大きいダイヤモンド、ＣＢＮなどの超砥粒が
好ましく、砥粒径は５〜２００μｍの範囲が好ましい。
５μｍ未満ではあまりに細粒であるため切断能力がな
く、２００μｍを超えると良好な切断面が得られない。
又、ワイヤー径が太くなりその分取り代が大きくなって
好ましくない。
【００１１】芯線となるワイヤは、ピアノ線、ステンレ
ス線、タングステン線、モリブデン線、銅線などの金属
線、或いはポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、ポ
リウレタンなどの樹脂線、或いは炭素繊維、アラミド繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊
維などの非金属繊維等の高張力を有するものなら何でも
よいが、耐摩耗性に優れ、安価で入手が容易なピアノ線
が好ましい。
ス線、タングステン線、モリブデン線、銅線などの金属
線、或いはポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、ポ
リウレタンなどの樹脂線、或いは炭素繊維、アラミド繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊
維などの非金属繊維等の高張力を有するものなら何でも
よいが、耐摩耗性に優れ、安価で入手が容易なピアノ線
が好ましい。
【００１２】芯線に砥粒を固着する方法として、めっき
又はレジンボンドによる方法がある。めっき金属として
は、ニッケル、銅、クロム、モリブデンなどが適する
が、強度とめっきの容易性からニッケルめっきが好まし
い。めっきによりワイヤソーを製造する方法は、金属芯
線の周りに砥粒が近接して密に固着し、砥粒の集中度を
コントロールすることができない。又、長尺のワイヤに
めっきにより砥粒を固着するには長時間を要する。これ
に対し、レジンボンドによる方法は、樹脂に砥粒を混合
するのみで砥粒集中度を自由に選定できる上、実施例で
記述するように長尺のワイヤソーでも製作時間を要しな
い。
又はレジンボンドによる方法がある。めっき金属として
は、ニッケル、銅、クロム、モリブデンなどが適する
が、強度とめっきの容易性からニッケルめっきが好まし
い。めっきによりワイヤソーを製造する方法は、金属芯
線の周りに砥粒が近接して密に固着し、砥粒の集中度を
コントロールすることができない。又、長尺のワイヤに
めっきにより砥粒を固着するには長時間を要する。これ
に対し、レジンボンドによる方法は、樹脂に砥粒を混合
するのみで砥粒集中度を自由に選定できる上、実施例で
記述するように長尺のワイヤソーでも製作時間を要しな
い。
【００１３】レジンボンドに用いる樹脂としては、熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂のいずれでも
使用できるが、成形性や物性の見地から熱硬化性樹脂が
好ましい。熱硬化性樹脂としては、アルキッド樹脂、フ
ェノール樹脂、ホルマリン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを
用いることができる。これらの中で、細い芯線に被覆す
る上で、最も成形性の良いフェノール樹脂が好ましい。
化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂のいずれでも
使用できるが、成形性や物性の見地から熱硬化性樹脂が
好ましい。熱硬化性樹脂としては、アルキッド樹脂、フ
ェノール樹脂、ホルマリン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを
用いることができる。これらの中で、細い芯線に被覆す
る上で、最も成形性の良いフェノール樹脂が好ましい。
【００１４】
【実施例】本発明の切断方法における概念図を図１に示
す。１がワイヤソー、２が被削材である。本発明の切断
方法に使用するワイヤソーとして、以下の手順で製作を
行った。フェノール樹脂をクレゾールにフェノール樹脂
の含有量が５０％となるように溶解させた。これに平均
粒径が４０μｍのダイヤモンド砥粒を２．２ｃｔ／ｃｍ
３の割合となるよう混合し、径が０．１８ｍｍのブラス
めっきをしたピアノ線にこの溶液を塗布し、ベアリング
径が０．２６ｍｍの浮きダイスを通過させた後、炉温３
００℃の竪型焼き付け炉で乾燥硬化し、線径０．２４ｍ
ｍのワイヤソーを製作した。
す。１がワイヤソー、２が被削材である。本発明の切断
方法に使用するワイヤソーとして、以下の手順で製作を
行った。フェノール樹脂をクレゾールにフェノール樹脂
の含有量が５０％となるように溶解させた。これに平均
粒径が４０μｍのダイヤモンド砥粒を２．２ｃｔ／ｃｍ
３の割合となるよう混合し、径が０．１８ｍｍのブラス
めっきをしたピアノ線にこの溶液を塗布し、ベアリング
径が０．２６ｍｍの浮きダイスを通過させた後、炉温３
００℃の竪型焼き付け炉で乾燥硬化し、線径０．２４ｍ
ｍのワイヤソーを製作した。
【００１５】（実施例ワイヤソーによる切断試験）実施
例で製作したワイヤソーを使用し、下記の条件で切断試
験を行った。 被削材 ：Ｃ−ＦＲＰ（サイズ：２５０Ｗ×１００Ｈ×１５０Ｌ） 線速 ：ｍａｘ８００ｍ／ｍｉｎ（平均７２０ｍ／ｍｉｎ） 走行方法 ：往復走行（３６０ｍの反転走行） 被削材送り速度：５ｍｍ／ｍｉｎ 研削液 ：水道水 ワイヤーテンション：２．５ｋｇｆ ローラーピッチ ：１．５ｍｍ×８０本
例で製作したワイヤソーを使用し、下記の条件で切断試
験を行った。 被削材 ：Ｃ−ＦＲＰ（サイズ：２５０Ｗ×１００Ｈ×１５０Ｌ） 線速 ：ｍａｘ８００ｍ／ｍｉｎ（平均７２０ｍ／ｍｉｎ） 走行方法 ：往復走行（３６０ｍの反転走行） 被削材送り速度：５ｍｍ／ｍｉｎ 研削液 ：水道水 ワイヤーテンション：２．５ｋｇｆ ローラーピッチ ：１．５ｍｍ×８０本
【００１６】比較例として、遊離砥粒方式により平均粒
径４０μｍのＳｉＣ砥粒を水道水と共に供給して、実施
例と同一の条件で切断を行った。
径４０μｍのＳｉＣ砥粒を水道水と共に供給して、実施
例と同一の条件で切断を行った。
【００１７】以上のような条件で切断を行った結果、本
実施例のワイヤソーを用いた切断方法では、最後まで５
ｍｍ／ｍｉｎの被削材送り速度で安定した切断加工がで
き、切断面は繊維の毛羽立ちもなく、極めて良好な切断
面が得られた。これに対し、比較例のワイヤソーでは、
実施例に比べ略一桁下の低い送り速度であり、切断面に
もうねりが生じた。
実施例のワイヤソーを用いた切断方法では、最後まで５
ｍｍ／ｍｉｎの被削材送り速度で安定した切断加工がで
き、切断面は繊維の毛羽立ちもなく、極めて良好な切断
面が得られた。これに対し、比較例のワイヤソーでは、
実施例に比べ略一桁下の低い送り速度であり、切断面に
もうねりが生じた。
【００１８】
【発明の効果】本発明のプラスチック及びプラスチック
複合材の切断方法によれば、切断作用はワイヤソーが被
削材と接する全長で行われるため、被削材に歪みを生じ
させることが少ない状態で切断され、高品質な切断が可
能になる。又、固定砥粒による研削加工の切断であるか
ら、切断能力も高く、遊離砥粒が切断面に食い込むトラ
ブルも生じず、遊離砥粒を用いることによる環境問題も
解消される。さらには、ワイヤソーを複数列張架するこ
とで一度に多数の切断が可能となり、高効率な切断がで
きる。
複合材の切断方法によれば、切断作用はワイヤソーが被
削材と接する全長で行われるため、被削材に歪みを生じ
させることが少ない状態で切断され、高品質な切断が可
能になる。又、固定砥粒による研削加工の切断であるか
ら、切断能力も高く、遊離砥粒が切断面に食い込むトラ
ブルも生じず、遊離砥粒を用いることによる環境問題も
解消される。さらには、ワイヤソーを複数列張架するこ
とで一度に多数の切断が可能となり、高効率な切断がで
きる。
【図１】本発明の切断方法を説明する概念図。
１ ワイヤソー ２ 被削材
Claims (2)
- 【請求項１】 ロール間に単列又は所定ピッチで張架し
た固定砥粒ワイヤソーを一方向又は往復動させて、プラ
スチック又はプラスチック複合材を切断する方法。 - 【請求項２】 前記固定砥粒ワイヤソーとして、芯線を
ピアノ線、砥粒を粒径５〜２００μｍのダイヤモンド砥
粒、砥粒固着ボンドをフェノール樹脂とすることを特徴
とする請求項１記載の切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053690A JP2002254286A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ワイヤソーによるプラスチック及びプラスチック複合材の切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053690A JP2002254286A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ワイヤソーによるプラスチック及びプラスチック複合材の切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002254286A true JP2002254286A (ja) | 2002-09-10 |
Family
ID=18914124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001053690A Pending JP2002254286A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ワイヤソーによるプラスチック及びプラスチック複合材の切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002254286A (ja) |
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| CN110815384A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-02-21 | 湖南利德森医疗器械有限公司 | 一种麻醉呼吸用面罩开孔装置 |
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2001
- 2001-02-28 JP JP2001053690A patent/JP2002254286A/ja active Pending
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