JP4083177B2 - ワイヤソー - Google Patents
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Description
しかし,電着ワイヤソーは芯線表面に金属めっき層が存在するため、柔軟性が低下する。そのため、切断中の断線率が高くなり、面精度が低下し、ボビン巻き付けによる芯線や砥粒層が損傷しやすいという問題点がある。このような問題点を解決することを目的とした技術が、特許文献1に記載されている。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、加工時の面精度を高め、砥粒保持力を維持しつつ、ワイヤソーの柔軟性を高めて、切断性能に優れたワイヤソーを提供することを目的とする。
芯線と砥粒層との間に弾性率が2000MPa以下で厚みが2μm以上5μm以下である樹脂の緩衝層を介在させることにより、ワイヤソーの柔軟性が高くなるため、加工時に発生するワイヤソーの捩り応力を小さくすることができ、断線を防止することができる。また、このような緩衝層を設けることに加え、砥粒層のめっき厚みを20μm以下とし、かつ平均砥粒粒径の30%以上80%以下とすることで、プーリー部やたわみ発生部で柔軟に変形することでの砥粒層の損傷、砥粒脱落を防止することができる。
金属めっきが無い領域が存在することで,砥粒層の柔軟性が高くなる。金属めっきが無い領域の形成は、ガラスバルーン、樹脂粉末等の絶縁粒子を含有させてめっきを行うことによって可能である。
砥粒層中に金属めっきが無い領域が芯線の軸方向に断続的に存在していることにより、砥粒層の柔軟性が高まり、砥粒の沈み込みを促進して、砥粒先端を揃えることが可能となる。
図1に、本発明の実施形態に係るワイヤソーを示す。ワイヤソー1は、ピアノ線等からなる芯線2の周囲に、樹脂を主成分とする緩衝層3が設けられ、この緩衝層3の外周に砥粒4を金属めっき5で固着した砥粒層6が形成されてなるものである。金属めっき5の金属としてニッケルを用いることができる。緩衝層3は、導電性を有する樹脂を用いるか、あるいは銅、ニッケル、グラファイト等の導電性粒子を樹脂に含有させるかによって導電性を持つことができる。緩衝層3の弾性率は2000MPaとし、厚みは5μmとしている。
金属めっき5がある部分の長さは2mm以上10mm以下とするのがよく、感光性樹脂層8の長さは、金属めっきがある部分の長さ以下とするのがよい。
図5(a)に、緩衝層の形成工程を示す。供給ボビン17から供給される直径0.16mmの長尺のピアノ線18を樹脂槽19に浸漬させる。樹脂としては、ウレタンアクリレート等の感光性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができ、樹脂層の厚みを5μm程度とする。次に、穴径が0.17mm程度の大きさの穴が設けられたダイス20を通過させて、ピアノ線18上に樹脂を塗布する。その後、樹脂硬化装置21にて樹脂を硬化させ、緩衝層3を形成した。樹脂硬化装置21は、感光性樹脂を用いる場合には紫外線照射装置がよく、熱硬化性樹脂を用いる場合には、加熱炉がよい。
次に、平均粒径18μmの金属被覆されたダイヤモンド砥粒を添加した電着槽31で厚さ9μmのニッケルめっきを行い、真鍮めっき層の上にダイヤモンド砥粒を一層分固定した。ニッケルめっきの他にも銅めっきでもよい。電着を完了したワイヤは水洗槽32で水洗した後、巻き取りボビン33に巻き取られて、直径0.21mmの固定砥粒ワイヤソーとして回収される。
なお、以上説明した製造方法は一例を示したものであり、この製造方法に限定されるものではない。
捻回強度試験の試験結果を図8に示す。緩衝層3を設けることにより、ワイヤソー1の柔軟性が向上し、捻回強度が高くなっている。
図15における加工能率低下率は、
加工能率低下率=30分後の加工能率低下量/初期加工能率×100
によって算出される量である。めっき厚みが平均砥粒粒径の30%未満では、初期の加工能率は高いものの、砥粒の脱落が多く能率の低下量が大きい。また、めっき厚みが平均砥粒粒径の80%を超えると、砥粒の脱落が少なく能率低下量が小さいものの、加工能率が低い。
以上のことから、砥粒層のめっき厚みは20μm以下であり、かつ平均砥粒粒径の30%以上80%以下であることが好ましい。さらに、砥粒層のめっき厚みは15μm以下であり、かつ平均砥粒粒径の30%以上60%以下であることがより好ましい。
図16(b)に、砥粒層中に金属めっきが無い領域を芯線の軸方向に断続的に設けたときの捻回強度試験の結果を示す。ワイヤソー1の芯線2の直径は160mm、砥粒の平均粒径は18μmであり、金属めっき部の長さは5.0mm、樹脂層の長さは5.0mmである。樹脂層は感光性樹脂であるウレタンアクリレート樹脂を用いて形成し、樹脂層にも砥粒を固着している。砥粒層中に金属めっきが無い領域を芯線の軸方向に断続的に設けたことにより、柔軟性が向上していることがわかる。
また、図16(c)に、砥粒層中に金属めっきが無い領域を芯線の軸方向に断続的に設けたときの被削材の面粗さの測定結果を示す。試験条件は、上述した切断試験の条件と同一である。砥粒層中に金属めっきが無い領域を芯線の軸方向に断続的に設けたことにより、面粗さが向上していることがわかる。
2 芯線
3 緩衝層
4 砥粒
5 金属めっき
6 砥粒層
7 金属めっきが無い領域
8 感光性樹脂層
10 ワイヤガイド
11 被削材
12 接触部
17 供給ボビン
18 ピアノ線
19 樹脂槽
20 ダイス
21 樹脂硬化装置
22 感光性樹脂槽
23 ダイス
24 紫外線照射装置
25 溶解槽
26 アルカリ脱脂槽
27 水洗槽
28 酸洗槽
29 水洗槽
30 下地めっき槽
31 電着槽
32 水洗槽
33 巻き取りボビン
Claims (4)
- 芯線の周囲に樹脂を主成分とし、弾性率が2000MPa以下であって、厚みが2μm以上5μm以下である緩衝層が設けられ、前記緩衝層の外周に砥粒を金属めっきで固着した砥粒層が形成され、前記砥粒層のめっき厚みは20μm以下であり、かつ平均砥粒粒径の30%以上80%以下であることを特徴とするワイヤソー。
- 前記緩衝層は導電性を有することを特徴とする請求項1記載のワイヤソー。
- 前記砥粒層中に金属めっきが無い領域が分散して存在していることを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤソー。
- 前記砥粒層中に金属めっきが無い領域が芯線の軸方向に断続的に存在していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワイヤソー。
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