大量仕上げ

大量仕上げは、大量の部品を同時に仕上げることができる製造工程のグループです。このタイプの仕上げの目的は、研磨、バリ取り、清掃、半径付け、フラッシュ取り、スケール除去、錆取り、研磨、光沢化、表面硬化、さらなる仕上げのための部品の準備、またはダイカストランナーの切断です。大量仕上げの 2 つの主なタイプは、タンブル仕上げ(バレル仕上げとも呼ばれます) と振動仕上げです。^[1]どちらも、表面間の研削接触を作成するために周期的な動作を使用します。ワークピースが互いに仕上げられることもありますが、通常は仕上げ媒体が使用されます。大量仕上げは乾式または湿式で実行できます。湿式プロセスでは液体の潤滑剤、クリーナー、または研磨剤が使用されますが、乾式プロセスでは使用されません。サイクル時間は、非鉄ワークピースの場合は 10 分と短く、硬化鋼の場合は 2 時間ほど長くなります。^[1]

大量仕上げ工程は、バッチシステム（ワークピースのバッチを追加、実行、削除してから次のバッチを実行する）または連続システム（ワークピースが一方の端から入り、完成した状態でもう一方の端から出る）として構成できます。また、ワークピースを複数の異なる大量仕上げプロセスに通すシーケンス化することもできます。通常、仕上げは徐々に細かくなります。プロセスのランダムな動作により、大量仕上げは科学であると同時に芸術でもあります。^[2]

メディアは次の 4 つの目的で設計されています。

カット

切断メディアはバリを除去し、表面を滑らかにすることができます。大きなメディア片は研磨粒子のキャリアとして、切断される金属部品に対する研磨剤の衝撃力を効果的に高め、研磨剤の効率を向上させます。切断メディアは、鈍いマットな表面を作り出します。

光沢

一部のグレードの媒体は、金属部品の表面の光沢を高めるように設計されています。これらの製品は通常、非研磨性であるか、研磨性が極めて低いです。バリを実際に除去するのではなく、ピーニングによってバリを除去します。したがって、媒体の選択によって表面の光沢度が制御され、部品が明るく輝くようになるか、完全にランダムな傷のパターンが特徴的な非常にマットで鈍い表面になるか、またはその中間になります。

部品の分離

媒体の非常に重要な機能は、バリ取り、切断、表面改善、または研磨作業中に部品を分離することです。媒体と部品の体積比は通常、振動またはタンブル仕上げ作業で発生する部品同士の接触の量を制御するために使用されます。比率が低いと、部品同士の接触がかなり発生しますが、比率が高いと、部品同士の接触は制限されます。

表面洗浄

メディアには、表面をこすり洗いし、化合物の洗浄機能を物理的に補助する独自の機能があります。研磨メディアと非研磨メディアの両方がこれに効果的です。有機汚れ、スケール、その他の無機残留物を除去できます。メディアには、さまざまなニーズを満たすために、さまざまな素材があります。

アルミニウムメディア

アルミニウムメディアは、通常、鋳造部品であり、さまざまな形状とサイズで利用できます。アルミニウムは部品をこすり洗いし、洗浄剤と併用して部品を洗浄できます。アルミニウムは研磨性がほとんどないため、部品の表面品質に影響を与えずに表面の不純物を取り除く傾向があります。アルミニウムのコストは、通常、他の鋳造メディアよりも高くなります。摩耗率はセラミックよりも低いですが、スチール メディアよりも高くなります。

成形セラミック媒体

セラミック媒体は、粘土のような材料と水を研磨剤と混ぜ、泥を形に成形し、形を乾燥させ、高温で焼成して結合剤をガラス化することで製造されます。これらの結合剤の多くは、性質上磁器に似ています。これらの製品は、使用する結合剤の種類、焼成温度、含まれる研磨粒子の量、サイズ、種類、焼成の均一性によってばらつきが生じます。このタイプの媒体は、今日では大量仕上げシステムの一般的な主力であり、さまざまな形やサイズで入手可能で、コストが低く、摩耗率が低いため、一般的に使用されているタイプの媒体です。

成形樹脂結合メディア

プラスチックまたは樹脂結合メディアは、プレフォームセラミックよりも幅広い研磨剤の種類とサイズを使用します。最も人気のあるグレードは、研磨剤として 石英を使用するものです。酸化アルミニウム、炭化ケイ素、その他の研磨剤も使用されます。通常、安価なポリエステル樹脂がバインダーとして使用され、さまざまな形状が鋳造によって製造されます。樹脂結合メディアは、メッキ用の金属表面を準備するのに適しています。

鋼鉄

表面硬化された応力除去鋼の成形品は、さまざまなサイズと構成で入手できます。ボール、平らな部分のあるボール、卵形 (フットボール)、斜めにカットされたワイヤー (角度付きシリンダーに類似)、ボール コーン、コーン (どちらも一般的なコーンの概念とは異なります)、およびピンが最も一般的に使用されます。鋼製メディアの重量は 1 立方フィートあたり約 300 ポンドで、初期設置には費用がかかりますが、摩耗率が最小で非常に清潔であるため、軽いバリ取りやクリーニングに広く使用されています。鋼製研磨メディアを長期間清潔で明るい状態に保つための化合物が用意されています。

合成ランダム形状メディア

最も一般的な合成ランダム媒体は、溶融アルミナで、これはさまざまなグレードで入手できます。より緩く結合した粗粒の材料は、切削が速く、減価率が高いという特徴があります。溶融アルミナは色が濃いため、この材料によって生成される汚れは多くの用途で過剰になります。細粒の溶融アルミナは一般に研磨に使用され、この点では鋼を除いて多くの用途で優れています。軽い切削が必要な場合、細粒のアルミナはステンレス鋼やその他の硬質表面で、鋼研磨媒体で達成できるよりも優れた光沢を発色させることができます。

自然なランダム形状のメディア

川石、花崗岩、石英、石灰岩、エメリー、その他の天然研磨材も、振動式およびタンブル式仕上げの用途で使用されます。一般に、これらの媒体は摩耗率が高いため、振動式装置ではあまり効率的ではありません。

コブミール、クルミ殻粉、および関連材料

これらの材料は金属表面から水分を吸収する自然な能力を持っているため、乾燥用途に使用されます。また、研磨剤と混合して、振動式、バレル式、またはスピンドル式の仕上げ装置での精密研磨用途にも使用できます。

他の

靴のペグ、皮革、カーペットの鋲、その他多くの固形材料は、特定の用途のためにタンブル仕上げまたは振動仕上げに使用されてきました。

化合物は、バリ取り、研磨、切断、洗浄、スケール除去、腐食防止を助けるために、大量仕上げ工程に添加されます。化合物は液体または乾燥粉末です。化合物は通常、バリ取りと仕上げ、研磨、洗浄、および水安定化の4つのタイプに分類されます。^[2]

バリ取りと仕上げ

これらの化合物は主に、部品のバリ取りや研磨の際に生成される小さな粒子を浮遊させるように設計されています。また、ワークピースを清潔に保ち、腐食を抑制するように設計されています。

磨き

研磨剤は、大量仕上げ後に明るさを高め、特定の色を発色させるように設計されています。

クリーニング

これらの化合物は通常、希酸または希石鹸で、入ってくる部品から汚れ、グリース、または油を取り除くように設計されています。また、鉄および非鉄部品に耐腐食性も提供します。

水安定剤

これらは水と一緒に使用され、水の硬度と金属イオンのレベルを一定に保ちます。これにより、バッチ間で一貫した結果が得られます。

「マスフィニッシングハンドブック」LaRoux Gillespie 著、製造技術者協会、2007 年

• デガーモ、E. ポール; ブラック、J. T.; コーサー、ロナルド A. (2003)、製造における材料とプロセス(第 9 版)、Wiley、ISBN 0-471-65653-4。