監修:株式会社マルトー
試料切断機とは
図1. 試料切断機
試料切断機とは、研究室・実験室・品質管理部門等で試験、検査、分析に使用する光学顕微鏡試料、電子顕微鏡試料、強度試験片等を作成するために用いられる加工機械のことです。
多種多様な材料を切断するため切断砥石、治具の種類が多彩で、卓上に収まる比較的小型な装置が多く、取り扱いが容易な手動式から全自動式まで目的用途に合わせ様々な形式の種類、製品があります。
試料切断機の使用用途
試料切断機は下記の切断加工を行う際に使用されます。
1. トリミング加工
加工対象物の縁部や不要な部分を切断する際に使用されます。主に試料を作成する際、適当なサイズに切り出す前処理として用いられます。
2. 精密切断加工
割れ・欠けを起こしやすい試料、強度試験片など精度が求められる切断に使用されます。主としてダイヤモンドやCBN (立体晶窒化ホウ素) など超砥粒を使用し、精度が必要とされる切断加工に用いられます。
試料切断機の原理
1. 切断砥石を使用しての切断
図2. 切断砥石
砥粒によって形作られたブレード状の工具による脆性破壊を用いた切断方法です。
使用される砥粒には一般砥粒 (アルミナ質、炭化ケイ素質) と超砥粒 (ダイヤモンド、CBN) 等が使用されます。 砥石形状にはオールブレードタイプ、電着タイプ、メタルボンドタイプ、レジンボンドタイプなど目的用途に応じ様々な種類があります。 主として、ガラスやセラミック、岩石・鉱物、熱硬化性プラスチックなどの硬くて脆い材料 (脆性材料) の切断に用いられます。
2. 鋸刃を使用しての切断
図3. 鋸刃
鋸状の刃を使用した延性破壊による切断方法のことです。刃先には焼入れ鋼、超硬チップなどの種類があります。 主として、木材、熱可塑性プラスチック、金属、鉄鋼、ステンレス等の切断に用いられます。
3. ダイヤモンドワイヤーソーを使用しての切断
ダイヤモンドを電着、または塗布した細いワイヤーを使用し、脆性破壊による切断方法です。切断砥石を用いた切断加工に比べ、加工対象物に対するダメージは少なくなりますが、切断時間は長くなります。 主に割れ・欠けを起こしやすい脆い結晶材料等の切断に用いられます。
試料切断機の種類
1. 手動式切断機
図4. 手動式切断機
手動にて切断送り等の作業を行う切断機です。作業者が手やバイス等で保持した加工対象物を手動で送り切断する装置です。 切れ味 (切断特性) を指先で抵抗感触として把握しやすく、それに応じた送り速度の微調整が出来ます。 主に粗切断に用いられ、トリミング・小割切断などに用いられます。
2. 半自動式切断機
図5. 半自動式切断機
切断方向の送りを自動化した切断機です。大別するとウエイト、エア圧などを利用した定圧方式、モータ等を使用した強制送り方式があります。 定圧方式はウエイトの調整で試料に与えるダメージの低減に効果的です。強制送りは送り速度を一定化することにより切断面の均一化に効果があります。 主に長時間かかる切断等に用いられます。
3. 自動式切断機
図6. 自動式切断機
上下・前後・左右軸・θ軸等を数値制御にて自動切断を行う切断機です。主に定寸での繰り返しの切り出し、難削材などのオシレート切断などに用いられます。
4. CCDカメラ付き切断機
図7. CCDカメラ付き切断機
CCDカメラとモニターディスプレイを利用し、加工対象物を拡大目視することにより、微小部品等の正確な位置決めが行える切断機です。精密位置決め切断に用いられます。
試料切断機の選び方
試料切断機を選ぶ場合は下記の項目に気をつけて選定します。
- 試料の大きさ (目的用途の大きさに切断出来る切断機を選定します)
- 試料の材質 (切断刃の種類を選定します)
- 切断の目的 (大割、スライス等)
- 精度 (平行誤差、粗さ等予め要求事項を明確にする)
試料切断機のその他情報
試料の用途によっては切断加工だけでは不足する場合があります。試料研磨機を使用した研磨作業が必要となる場合があります。
本記事は試料切断機を製造・販売する株式会社マルトー様に監修を頂きました。
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