JP2674207B2 - 脆性材料の切断加工方法 - Google Patents
脆性材料の切断加工方法Info
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- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は大理石、セラミックス、磁性材料等のいわ
ゆる大型脆性材料をワイヤにより切断する技術に係り、
より詳しくは一方向に高速走行するワイヤに被切断部材
を押し当てつつ当該部分に砥粒を含む加工液を供給して
切断する方式のワイヤ式切断装置による切断加工方法に
関する。
ゆる大型脆性材料をワイヤにより切断する技術に係り、
より詳しくは一方向に高速走行するワイヤに被切断部材
を押し当てつつ当該部分に砥粒を含む加工液を供給して
切断する方式のワイヤ式切断装置による切断加工方法に
関する。
従来の技術 ワイヤ式切断装置（一般にワイヤソーと呼んでいる）
は、基本的には走行するワイヤに被切断部材を押し当て
切断する方式を採用したものであり、ワイヤを複数のガ
イドローラ相互間にわたって任意設定間隔で平行に張設
し、このワイヤ列に被切断部材を押し当てながら当該部
分に砥粒を含む加工液を供給することにより、いわゆる
ラッピング作用を行なわせて切断するものである。
は、基本的には走行するワイヤに被切断部材を押し当て
切断する方式を採用したものであり、ワイヤを複数のガ
イドローラ相互間にわたって任意設定間隔で平行に張設
し、このワイヤ列に被切断部材を押し当てながら当該部
分に砥粒を含む加工液を供給することにより、いわゆる
ラッピング作用を行なわせて切断するものである。
このような方式のワイヤソーとしては、ワイヤを往復
走行させつつワイヤの繰り出し巻取りを一方向とする方
式（特公昭52−12954号公報，特開昭52−98291号公報
等）と、ワイヤを一方向に高速走行させる方式（特開昭
61−117060号公報等）があり、主に半導体材料、磁性材
料等のいわゆる小型の脆性材料をウエハ状に切断するの
に採用されている。
走行させつつワイヤの繰り出し巻取りを一方向とする方
式（特公昭52−12954号公報，特開昭52−98291号公報
等）と、ワイヤを一方向に高速走行させる方式（特開昭
61−117060号公報等）があり、主に半導体材料、磁性材
料等のいわゆる小型の脆性材料をウエハ状に切断するの
に採用されている。
一方、大理石、セラミックスをはじめとする大型（切
断幅が例えば250mm,300mmを超えるもの）の脆性材料に
対する上記ワイヤソーの適用はなく、これらの大型材料
の切断は、遊離砥粒や固定砥粒を使用したバンドソー
や、帯鋸に固定砥粒を固着させたいわゆる無端環状帯鋸
盤、有端直線往復帯鋸盤、金属円盤の外周に鋸歯を設け
たいわゆるODソーが主流である。
断幅が例えば250mm,300mmを超えるもの）の脆性材料に
対する上記ワイヤソーの適用はなく、これらの大型材料
の切断は、遊離砥粒や固定砥粒を使用したバンドソー
や、帯鋸に固定砥粒を固着させたいわゆる無端環状帯鋸
盤、有端直線往復帯鋸盤、金属円盤の外周に鋸歯を設け
たいわゆるODソーが主流である。
ここで、大型脆性材料の切断にワイヤソーが適用され
ない理由は、ワイヤの表面にダイヤモンド砥粒を固着し
たり、ダイヤモンド等の高硬度材をコーティングしたワ
イヤは、一般に非常に高価であること、ワイヤを走行さ
せるローラ等の摩耗が大きいこと、切断精度が高くない
こと、一方ワイヤを一方向に高速走行させて切断する方
式のワイヤソーの場合は切断能率および切断精度におい
て往復走行式のワイヤソーに比べて優れているが、往復
走行式、一方向高速走行式のいずれも従来のワイヤソー
は砥粒の供給・排出、切断切り屑の排出に難点があるこ
と、また切断部が長くなると砥粒の摩耗が大きくなり切
断能力が低下し、ソーマークが発生し易いことが主たる
理由で、大型脆性材料の切断には適用されていない。
ない理由は、ワイヤの表面にダイヤモンド砥粒を固着し
たり、ダイヤモンド等の高硬度材をコーティングしたワ
イヤは、一般に非常に高価であること、ワイヤを走行さ
せるローラ等の摩耗が大きいこと、切断精度が高くない
こと、一方ワイヤを一方向に高速走行させて切断する方
式のワイヤソーの場合は切断能率および切断精度におい
て往復走行式のワイヤソーに比べて優れているが、往復
走行式、一方向高速走行式のいずれも従来のワイヤソー
は砥粒の供給・排出、切断切り屑の排出に難点があるこ
と、また切断部が長くなると砥粒の摩耗が大きくなり切
断能力が低下し、ソーマークが発生し易いことが主たる
理由で、大型脆性材料の切断には適用されていない。
ところで、近年ビルの壁材や床材、ホテルのフロント
等、インテリア商品として大理石等の天然極薄石材、ま
た高強度耐熱材や電子材料としてのセラミックス等は薄
板大面積となってきており、高能率、高歩留および高精
度の切断方法あるいは装置の開発が望まれていた。
等、インテリア商品として大理石等の天然極薄石材、ま
た高強度耐熱材や電子材料としてのセラミックス等は薄
板大面積となってきており、高能率、高歩留および高精
度の切断方法あるいは装置の開発が望まれていた。
一方、ワイヤを一方向に高速走行させて切断を行なう
方法は、高能率、高歩留、高精度で、かつ加工コストが
安価につくという優れた効果を有するが、例えば一辺が
1mを超えるような大理石等の場合切断溝が細くかつ長い
ため、前記したように砥粒の供給・排出、切り屑の排出
が困難となり砥粒や切り屑が当該溝内に堆積し砥粒が十
分に供給されず、切断精度が低下するという難点があ
る。
方法は、高能率、高歩留、高精度で、かつ加工コストが
安価につくという優れた効果を有するが、例えば一辺が
1mを超えるような大理石等の場合切断溝が細くかつ長い
ため、前記したように砥粒の供給・排出、切り屑の排出
が困難となり砥粒や切り屑が当該溝内に堆積し砥粒が十
分に供給されず、切断精度が低下するという難点があ
る。
したがって、かかる問題を解決すれば、一方向高速走
行式ワイヤソーで大型脆性材料の切断が可能となるが、
この解決策は未だ見い出されていないのが実情である。
行式ワイヤソーで大型脆性材料の切断が可能となるが、
この解決策は未だ見い出されていないのが実情である。
発明が解決しようとする課題 この発明は前に述べたような実情よりみて、ワイヤソ
ーの有する多数同時切断により高能率と切断代が小さく
高歩留という長所を生かして、特に切断能率および切断
精度の高い一方向高速走行式のワイヤソーにより容易に
大型の脆性材料の切断を可能とする切断加工方法を提案
しようとするものである。
ーの有する多数同時切断により高能率と切断代が小さく
高歩留という長所を生かして、特に切断能率および切断
精度の高い一方向高速走行式のワイヤソーにより容易に
大型の脆性材料の切断を可能とする切断加工方法を提案
しようとするものである。
課題を解決するための手段 この発明は一方向高速ワイヤ式切断装置における前記
問題、すなわち砥粒の供給・排出・切り屑の排出の困難
性を解決する手段として、切断用ワイヤとは別に補助ワ
イヤを配設し、この補助ワイヤを切断用ワイヤと対しし
て走行させながら切断する方法をとったもので、切断用
ワイヤ列の内側に補助ワイヤ列を切断用ワイヤ列と対に
間隔配置し、切断用ワイヤ列と補助ワイヤ列に砥粒を含
む加工液を供給しつつ切断加工する方法を要旨とするも
のである。
問題、すなわち砥粒の供給・排出・切り屑の排出の困難
性を解決する手段として、切断用ワイヤとは別に補助ワ
イヤを配設し、この補助ワイヤを切断用ワイヤと対しし
て走行させながら切断する方法をとったもので、切断用
ワイヤ列の内側に補助ワイヤ列を切断用ワイヤ列と対に
間隔配置し、切断用ワイヤ列と補助ワイヤ列に砥粒を含
む加工液を供給しつつ切断加工する方法を要旨とするも
のである。
作用 一方向高速ワイヤ式切断装置による切断加工は、多数
の案内溝を有する溝ローラを三角形あるいは四角形の各
頂点に平行配置し、この溝ローラ相互間にわたって張設
した一方向高速走行のワイヤ群に、昇降式の材料固定台
上に固定した被切断部材を押し当てながら、加工液供給
ノズルより砥粒を含む加工液を切断部に供給して切断す
る方式であり、切断用ワイヤ列の内側に当該ワイヤ列と
対に配置した補助ワイヤ列が切断溝内の切断用ワイヤ列
の直上を走行することによって、切断部へ砥粒が十分に
供給されるとともに、切断溝内の砥粒および切り屑の排
出が容易となり切断溝内に堆積することがない。
の案内溝を有する溝ローラを三角形あるいは四角形の各
頂点に平行配置し、この溝ローラ相互間にわたって張設
した一方向高速走行のワイヤ群に、昇降式の材料固定台
上に固定した被切断部材を押し当てながら、加工液供給
ノズルより砥粒を含む加工液を切断部に供給して切断す
る方式であり、切断用ワイヤ列の内側に当該ワイヤ列と
対に配置した補助ワイヤ列が切断溝内の切断用ワイヤ列
の直上を走行することによって、切断部へ砥粒が十分に
供給されるとともに、切断溝内の砥粒および切り屑の排
出が容易となり切断溝内に堆積することがない。
切断用ワイヤ列と補助ワイヤ列には、それぞれ各別に
設けた加工液供給用ノズルから砥粒を含む加工液が供給
される。
設けた加工液供給用ノズルから砥粒を含む加工液が供給
される。
実施例 第１図はこの発明方法を実施するための装置構成例を
示す概略図、第２図は同上装置の加工液供給部を拡大し
て示す概略図、第３図は同上装置による切断途中の状態
を拡大して示す縦断側面図で、ここでは溝ローラが４個
構成のワイヤソーを例にとり説明する。
示す概略図、第２図は同上装置の加工液供給部を拡大し
て示す概略図、第３図は同上装置による切断途中の状態
を拡大して示す縦断側面図で、ここでは溝ローラが４個
構成のワイヤソーを例にとり説明する。
（１）は被切断部材、（２）被切断部材昇降装置、
（３）は周面に多数の溝が付設されている切断用ワイヤ
の溝ローラ、（４）は切断用ワイヤ、（５）は切断用ワ
イヤ列への加工液供給ノズル、（６）は補助ワイヤの溝
ローラ、（７）は補助ワイヤ、（８）は補助ワイヤ列へ
の加工液供給ノズルであり、補助ワイヤ（７）は被切断
部材（１）の切断部において切断用ワイヤ（４）の直上
を走行するごとく設置され、切断用ワイヤの溝ローラ
（３）および補助ワイヤの溝ローラ（６）はそれぞれモ
ータ（M1）、モータ（M2）にて駆動されるように構成さ
れている。
（３）は周面に多数の溝が付設されている切断用ワイヤ
の溝ローラ、（４）は切断用ワイヤ、（５）は切断用ワ
イヤ列への加工液供給ノズル、（６）は補助ワイヤの溝
ローラ、（７）は補助ワイヤ、（８）は補助ワイヤ列へ
の加工液供給ノズルであり、補助ワイヤ（７）は被切断
部材（１）の切断部において切断用ワイヤ（４）の直上
を走行するごとく設置され、切断用ワイヤの溝ローラ
（３）および補助ワイヤの溝ローラ（６）はそれぞれモ
ータ（M1）、モータ（M2）にて駆動されるように構成さ
れている。
上記構成の一方向高速ワイヤ式切断装置において、被
切断部材（１）は昇降装置（２）により押し上げられ
て、４個の溝ローラ（３）に掛けられている一方向に高
速走行するワイヤ（４）列に押し当てられて同時多数切
断が行わわれるとともに、別設の４個の溝ローラ（６）
に掛けられている補助ワイヤ（７）が切断用ワイヤ
（４）と対をなして切断溝内を走行する。
切断部材（１）は昇降装置（２）により押し上げられ
て、４個の溝ローラ（３）に掛けられている一方向に高
速走行するワイヤ（４）列に押し当てられて同時多数切
断が行わわれるとともに、別設の４個の溝ローラ（６）
に掛けられている補助ワイヤ（７）が切断用ワイヤ
（４）と対をなして切断溝内を走行する。
切断中は切断用ワイヤ列および補助ワイヤ列にそれぞ
れの加工液供給ノズル（５）（８）より加工液が供給さ
れるため、切断途中の状態を第３図に示すごとく、切断
用ワイヤ（４）と補助ワイヤ（７）との間に砥粒および
切り屑と油の混合した流動性のある混合液（11）が充満
し、補助ワイヤ（７）の上方には砥粒や切り屑の堆積物
（12）が充満する。
れの加工液供給ノズル（５）（８）より加工液が供給さ
れるため、切断途中の状態を第３図に示すごとく、切断
用ワイヤ（４）と補助ワイヤ（７）との間に砥粒および
切り屑と油の混合した流動性のある混合液（11）が充満
し、補助ワイヤ（７）の上方には砥粒や切り屑の堆積物
（12）が充満する。
すなわち、補助ワイヤ（７）がない場合は堆積物（1
2）により切断部への砥粒の持込みが不十分となるが、
この発明では補助ワイヤ（７）からも加工液が供給され
るので砥粒の持込みが良好となり、常に切断用ワイヤ
（４）と補助ワイヤ（７）間に混合液（11）が充満する
ことになる。したがって、切断能率や切断精度が悪化す
ることがないのである。
2）により切断部への砥粒の持込みが不十分となるが、
この発明では補助ワイヤ（７）からも加工液が供給され
るので砥粒の持込みが良好となり、常に切断用ワイヤ
（４）と補助ワイヤ（７）間に混合液（11）が充満する
ことになる。したがって、切断能率や切断精度が悪化す
ることがないのである。
なお、補助ワイヤ（７）の走行方向はここでは切断用
ワイヤ（４）と同一方向の場合を示すが、逆方向に走行
させることも可能である。逆方向に走行させる場合は、
補助ワイヤへの加工液供給ノズル（８）を切断用ワイヤ
の入、出側、もしくは出側のみに配置する。また、切断
用ワイヤ（４）および補助ワイヤ（７）は切断の開始か
ら終了まで一方向送りされる。両ワイヤの走行速度は同
一である必要はなく、補助ワイヤの方を低速としてもよ
い。また、使用するワイヤも必ずしも同一径である必要
はなく、好ましくは切断用ワイヤより補助ワイヤの方を
若干細くし、かつワイヤ表面に凹凸や粗面加工、あるい
は螺旋状溝等を付与すると加工液持込み効果がよくな
る。
ワイヤ（４）と同一方向の場合を示すが、逆方向に走行
させることも可能である。逆方向に走行させる場合は、
補助ワイヤへの加工液供給ノズル（８）を切断用ワイヤ
の入、出側、もしくは出側のみに配置する。また、切断
用ワイヤ（４）および補助ワイヤ（７）は切断の開始か
ら終了まで一方向送りされる。両ワイヤの走行速度は同
一である必要はなく、補助ワイヤの方を低速としてもよ
い。また、使用するワイヤも必ずしも同一径である必要
はなく、好ましくは切断用ワイヤより補助ワイヤの方を
若干細くし、かつワイヤ表面に凹凸や粗面加工、あるい
は螺旋状溝等を付与すると加工液持込み効果がよくな
る。
第４図は上記ワイヤ切断装置の運転方法を示す図で、
（ａ）は切断加工中における切断用ワイヤ（４）および
補助ワイア（７）の走行速度を一定にした場合、（ｂ）
はワイヤの長さが（ａ）の場合より短かく、切断途中で
ワイアの走行を逆転させる場合、（ｃ）は補助ワイヤが
短かい場合、（ｄ）は（ａ）において切断用ワイヤ走行
速度と補助ワイヤ走行速度を同一とした場合の運転方法
を例示したものであり、いずれの運転方法を採用しても
補助ワイヤによる加工液供給効果は変わらない。
（ａ）は切断加工中における切断用ワイヤ（４）および
補助ワイア（７）の走行速度を一定にした場合、（ｂ）
はワイヤの長さが（ａ）の場合より短かく、切断途中で
ワイアの走行を逆転させる場合、（ｃ）は補助ワイヤが
短かい場合、（ｄ）は（ａ）において切断用ワイヤ走行
速度と補助ワイヤ走行速度を同一とした場合の運転方法
を例示したものであり、いずれの運転方法を採用しても
補助ワイヤによる加工液供給効果は変わらない。
第１表はこの発明を実機に適用して100mm角×400mm長
さの大理石を厚さ6mmに切断した場合の結果を、従来の
大径ブレードにより切断した場合と比較して示したもの
である。
さの大理石を厚さ6mmに切断した場合の結果を、従来の
大径ブレードにより切断した場合と比較して示したもの
である。
第１表より明らかなごとく、従来のブレード方式では
1.2枚／時間であるのに対し、本発明では10〜11枚／時
間と高い切断能率となり、歩留は従来の31.5％から90％
に向上し、かつ表面が滑らかで平坦度良好な製品が得ら
れた。
1.2枚／時間であるのに対し、本発明では10〜11枚／時
間と高い切断能率となり、歩留は従来の31.5％から90％
に向上し、かつ表面が滑らかで平坦度良好な製品が得ら
れた。
（発明の効果） 以上説明したごとく、この発明方法によれば、補助ワ
イヤにより加工液を補充することができるので、ワイヤ
ソーによる大型脆性材料の切断が可能となり、例えば一
辺が1mを超えるような大理石であっても一方向高速走行
ワイヤソーにより高能率、高精度で多数枚同時切断で
き、薄板大面積の脆性材料の製造に大きく寄与し得る。
イヤにより加工液を補充することができるので、ワイヤ
ソーによる大型脆性材料の切断が可能となり、例えば一
辺が1mを超えるような大理石であっても一方向高速走行
ワイヤソーにより高能率、高精度で多数枚同時切断で
き、薄板大面積の脆性材料の製造に大きく寄与し得る。
第１図はこの発明を実施するための一方向走行式の装置
構成例を示す概略図、第２図は同上ワイヤ式切断装置の
加工液供給部を拡大して示す概略図、第３図は同上ワイ
ヤ式切断装置による切断途中の状態を拡大して示す縦断
側面図、第４図は同上ワイヤ式切断装置の運転方法を例
示したもので、（ａ）は切断加工中における切断用ワイ
ヤおよび補助ワイヤの走行速度を一定にした場合、
（ｂ）はワイヤの長さが（ａ）の場合より短かく、切断
途中でワイヤの走行を逆転させる場合、（ｃ）は補助ワ
イヤが短かい場合、（ｄ）は（ａ）において切断用ワイ
ヤ走行速度と補助ワイヤ走行速度を同一とした場合をそ
れぞれ示す。 １……被切断部材、3,6……溝ローラ ４……切断用ワイヤ 5,8……加工液供給ノズル ７……補助ワイヤ
構成例を示す概略図、第２図は同上ワイヤ式切断装置の
加工液供給部を拡大して示す概略図、第３図は同上ワイ
ヤ式切断装置による切断途中の状態を拡大して示す縦断
側面図、第４図は同上ワイヤ式切断装置の運転方法を例
示したもので、（ａ）は切断加工中における切断用ワイ
ヤおよび補助ワイヤの走行速度を一定にした場合、
（ｂ）はワイヤの長さが（ａ）の場合より短かく、切断
途中でワイヤの走行を逆転させる場合、（ｃ）は補助ワ
イヤが短かい場合、（ｄ）は（ａ）において切断用ワイ
ヤ走行速度と補助ワイヤ走行速度を同一とした場合をそ
れぞれ示す。 １……被切断部材、3,6……溝ローラ ４……切断用ワイヤ 5,8……加工液供給ノズル ７……補助ワイヤ
Claims (1)
- 【請求項１】所定間隔に張架されたワイヤ列を一方向に
高速走行させつつ、該ワイヤ列に被切断部材を押し当て
ながら当該部分に砥粒を含む加工液を供給して切断する
方法において、前記切断用ワイヤ列の内側に補助ワイヤ
列を切断用ワイヤ列と対をなすごとく間隔配置し、切断
用ワイヤ列と補助ワイヤ列に砥粒を含む加工液を供給し
つつ切断加工することを特徴とする脆性材料の切断加工
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11479989A JP2674207B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 脆性材料の切断加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11479989A JP2674207B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 脆性材料の切断加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02292165A JPH02292165A (ja) | 1990-12-03 |
| JP2674207B2 true JP2674207B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14646978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11479989A Expired - Lifetime JP2674207B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 脆性材料の切断加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674207B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITFI20050166A1 (it) * | 2005-07-22 | 2007-01-23 | Andrea Corsi | Attrezzatura per la segagione di materiali lapidei |
| IT1396968B1 (it) * | 2009-12-18 | 2012-12-20 | Pedrini Ivano | Macchina a filo diamantato per il taglio di pietra naturale od artificiale con impianto di pulizia del filo |
| JP5590001B2 (ja) | 2011-10-04 | 2014-09-17 | 信越半導体株式会社 | ワークの切断方法及びワイヤソー |
| DE102012203275A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-05 | Siltronic Ag | Vorrichtung und Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück |
| JP6345044B2 (ja) * | 2014-09-04 | 2018-06-20 | 株式会社ディスコ | ワイヤ放電加工装置 |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP11479989A patent/JP2674207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02292165A (ja) | 1990-12-03 |
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