金属のバリ取り

機械バリ取りは、フライスまたはブラッシングツールを使用して、ワークピースのバリを除去し、エッジを丸くします。この方法は、連続生産、大型部品、金属部品の精密なバリ取りに最適です。この機械は、バリ取り工程で高い精度、速度、再現性を実現するため、特に自動車産業における高速サイクル工程に不可欠です。

機械加工の強みは、大量のパーツを効率的に処理する能力にあります。プロセスの自動化により、バリ取りされた部品の安定した品質が保証されます。この方法は、さまざまな材料に適応し、バリ取り工程を正確に制御することができます。CNC部品に正確なエッジRを設定する場合、機械バリ取りを避けては通れないことが多い。しかし、革新的で柔軟な代替手段もあります。プラズマバリ取りをご覧ください。

しかし、機械的なバリ取りには専用の機械への投資が必要で、イニシャルコストがかかる。また、工具の摩耗により定期的なメンテナンスが必要となる。また、これらの工具は、特に複雑な形状の場合、アクセスが制限され、バリ取りが不可能になります。

熱バリ取りは、熱化学バリ取りに基づくプロセスである。密閉された反応室内で燃料ガスと酸素の混合ガスに点火します。その結果生じる熱エネルギーは1秒以内に消滅し、部品のエッジから突出したバリを燃焼または蒸発させます。この方法は特に硬い材料に有効で、フライス加工や研削加工などの機械加工によって生じたバリを除去することができる。

熱バリ取りの用途には、高い精度が要求される部品がよく含まれます。手の届きにくい場所や部品内部の複雑な形状からバリを除去する必要がある産業用途に適しています。このプロセスの強みは、金属部品のバリを効率的かつ正確に除去できる点にあります。ターゲット燃焼のおかげで、アスペクト比の大きな内径も問題ありません。さらに、熱バリ取りは、特に連続生産において、機械加工の単価が最も低いもののひとつです。

熱バリ取りの欠点は、燃焼ガスの影響によるもので、酸化、変色、その他の好ましくない影響が予想されます。これらは、特に鉄系材料の場合、後工程で修正する必要があります。また、熱処理によって損傷を受ける可能性があるため、デリケートな素材には適さない場合もある。熱バリ取りではエッジを丸くすることができないため、特に医療技術での使用が制限される。さらに、最大部品サイズは焼成室のサイズによって制限される。

化学バリ取りは、化学溶液を使用してバリを除去するプロセスで、加工する材料を溶かす。使用される化学薬品は、加工作業に合わせてカスタマイズされます。この工程では、手の届きにくい場所でも、すべての部品を攻撃しますが、できれば突起したバリを攻撃します。バリはより早く溶解しますが、それだけに限定されるわけではありません。浴槽への浸漬時間によって、粗さが減少し、表面仕上げがより鮮明になります。このプロセスは、溶液がすべてのバリに簡単に到達できるため、複雑な形状やアクセスが困難な領域に特に適しています。工業的には、特に効率的なバリ取り効果が期待できるため、バルク材としての非合金鋼に多く使用されています。

化学バリ取りの強みのひとつは、均一かつ穏やかにバリ取りを行う能力にあります。特に微細なバリの場合、短いサイクルタイムで確実な除去が可能です。しかし、一般的に環境や健康への危険性が高いため、薬液の取り扱いには細心の注意が必要です。

振動仕上げによるバリ取りは、研磨剤と水を使用して金属部品のバリを除去します。このプロセスは、アクセスが困難な領域がない複雑でない部品に特に適しています。均一な加工が可能で、一般的に表面品質の同時向上に貢献します。

大量仕上げの強みは、さまざまな形状や素材に適応できることと、さまざまな形状のバリ取りを同時に行えることにある。システム技術は確立されており、安価であるため、多くの場合、低い投資コストと運用コストで工程を設定することができる。

大量仕上げの最大部品サイズは、システムによって制限される。しかし、他のいくつかの方法よりも時間がかかり、不利に扱うと表面の変化につながる可能性がある。

電気化学的バリ取りは、金属部品からバリを除去するための電気化学反応に基づく精密なプロセスです。部品、対向電極、電解液が電気化学セルを形成し、直流電圧の下で、粗さのピークやバリなどの突出した表面の特徴が特異的に除去される。基本的には、電気めっきの反対である。除去された金属は電解液中に蓄積し、そこから除去しなければならない。電気化学バリ取りは、手の届きにくい場所や複雑な形状のバリを除去するためによく使用される。

このプロセスの長所は、その精度と素材の硬さに依存しない点にある。つまり、機械的に困難な硬化した金属部品でも、問題なく加工できるのです。高速バリ取り効果により、あらゆるバリ取り工程の中でも最速のサイクルタイムが実現します。

主な欠点は、形状固有の金型カソードである。このため、新しい部品形状ごとに相応の初期投資が必要となる。さらに、電気化学的バリ取りは、すべての金属がこのプロセスに適しているわけではないため、特殊な設備と専門知識、材料の適合性に関する正確な知識が必要です。さらに、この技術は、微細で非常に安定したバリを持つ金属部品にのみ適しています。大きなバリは、カソードとの作業ギャップを超えて突出し、短絡につながる可能性があるからです。

超音波バリ取りは、超音波そのものではなく、水の慣性を利用します。この工程では、部品を加工水槽に入れ、ソノトロード（超音波振動子）をバリの近くまで誘導します。このソノトロードは前後に素早く振動するため、周囲の媒体はそれについていけず、いわゆるキャビテーション気泡が形成される。これにより、非常に加速されたジェット水流が噴出し、バリがプロセス信頼性の高い方法で引きちぎられる。

超音波バリ取りは選択的に作用し、金属部品のバリを穏やかに除去することができます。この方法は小さな部品に適しており、精密なバリ取りが可能です。使用されるプロセス媒体は、労働安全性の観点から重要視されることはなく、通常は炭酸カルシウムを添加した水です。

超音波バリ取りは、大きな部品や大量のバリが形成された部品、特に顕著なバリの根では限界に達します。また、すべての材料が処理できるわけではありません。

研磨ブラスト技術では、金属部品のバリを除去するために研磨粒子が使用されます。これらの粒子は圧縮空気または回転を使用して加速され、相応に高い運動エネルギーで部品に衝突します。

この方法は効果的であることが証明されており、跳弾のために正確には定義された領域ではないが、衝突領域で局所的な効果があるため、的を絞った方法で制御することができる。粒子ブラストでは、手動による誘導も可能です。

この方法は、柔らかい素材には適さないかもしれない。部品への損傷を避けるには、正確な制御が重要です。さらに、この技術では、ブラスト媒体の摩耗など、結果を大きく左右するプロセスの綿密な監視が必要になることがよくあります。

極低温バリ取りは、バリを安全に除去するために部品を極低温で処理する。液体窒素を使い、バリを-100℃以下に冷却する。その後、金属部品に粒状物（通常はプラスチック）をぶつけ、バリを叩き落とします。

極低温バリ取りは、表面に悪影響を与えず、穏やかで歪みのないバリ取りです。

このプロセスは効果的だが、設備コストが高くつくことがあり、極低温の取り扱いが難しい。幅広い金属に適しているが、限界もある。例えば、鋼の極低温バリ取りは不可能である。