幅広い応用によりプラスチック製品プラスチック製品の外観品質に対する大衆の要求はますます高くなっており、プラスチック金型キャビティの表面研磨品質もそれに応じて向上させる必要があり、特に鏡面と高光沢高輝度面の金型表面粗さが重要です。要求が高くなるにつれて、研磨に対する要求も高くなります。研磨は、ワークピースの美しさを高めるだけでなく、材料表面の耐腐食性と耐摩耗性を向上させ、プラスチック製品の脱型を容易にし、生産射出成形サイクルを短縮するなど、その後の射出成形を容易にすることもできます。現在、一般的に使用されている研磨方法は次のとおりです。
（１）機械研磨
機械研磨とは、材料の表面を切削・塑性変形させて研磨凸部を除去することで滑らかな表面を得る研磨方法です。一般的には、砥石帯、ウールホイール、サンドペーパーなどが使用されます。ターンテーブルなどの補助工具を使用することで、高い表面品質が求められる場合には超精密研削研磨法を用いることができます。超精密研削研磨とは、特殊な研磨工具を研磨剤入りの研削研磨液中で加工するワークの表面に押し付け、高速回転させることです。この技術を用いることで、様々な研磨方法の中で最も高いRa0.008μmの表面粗さを実現できます。光学レンズ金型では、この方法がよく用いられます。
（２）超音波研磨
ワークピースを研磨剤懸濁液に入れ、一緒に超音波場に置くと、超音波の振動によってワークピースの表面の研磨剤が研削され、研磨されます。超音波加工の巨視的力は小さく、ワークピースの変形を引き起こしませんが、ツールの製作と取り付けが難しいです。超音波加工は、化学的または電気化学的方法と組み合わせることができます。溶液の腐食と電気分解に基づいて、超音波振動を加えて溶液を攪拌することで、ワークピースの表面の溶解生成物を剥離し、表面近くの腐食または電解液を均一にします。また、液中の超音波のキャビテーション効果により腐食プロセスを抑制し、表面の光沢化を促進します。
（３）流体研磨
流体研磨は、高速で流れる液体と、それに含まれる研磨粒子によってワークピースの表面を研磨することで研磨目的を達成します。一般的に用いられる方法としては、研磨ジェット加工、液体ジェット加工、流体研削などがあります。流体研削は油圧によって駆動され、研磨粒子を含んだ液体媒体がワークピースの表面を高速で往復運動します。媒体は主に、低圧下で良好な流動性を示す特殊な化合物（ポリマー状物質）と研磨剤を混合したもので、研磨剤としては炭化ケイ素粉末などが用いられます。
（4）磁気研削・研磨
磁気研磨とは、磁性研磨材を用いて磁場の作用下で研磨ブラシを形成し、ワークピースを研磨する方法です。この方法は、加工効率が高く、品質が良好で、加工条件の制御が容易で、作業環境も良好です。適切な研磨材を使用することで、表面粗さはRa0.1μmに達することができます。
プラスチック金型加工における研磨は、他の業界で求められる表面研磨とは大きく異なります。厳密に言えば、金型の研磨は鏡面加工と呼ぶべきでしょう。研磨自体の要求レベルが高いだけでなく、表面の平坦性、滑らかさ、そして形状精度にも高い基準が求められます。表面研磨は、一般的に光沢のある表面を得ることのみを目的としています。
鏡面加工の規格は、AO=Ra0.008μm、A1=Ra0.016μm、A3=Ra0.032μm、A4=Ra0.063μmの4等級に分かれており、電解研磨、流体研磨などの方法では部品の幾何学的精度を精密に制御することが困難です。しかし、化学研磨、超音波研磨、磁気研削、研磨方法では表面品質が要求を満たすことができないため、精密金型の鏡面加工は依然として機械研磨が主流となっています。
投稿日時: 2022年5月11日
