セラミックス研磨とは

セラミックスとは

セラミックス（Ceramics）は酸化アルミニウム、二酸化ケイ素（石英）、炭化ケイ素などの化合物や鉱物から作られる非金属無機質固体材料です。非常に硬くて脆い性質を持ちます。

セラミックスの特徴

「耐熱性」「耐摩耗性」「絶縁性」「化学的安定性」に優れており、電子部品や自動車エンジン部品、医療機器の材料に使用されています。

セラミックス研磨の目的

通常、精密な部品や装置の製造に使用されるため、研磨によって表面の粗さや不均一性を取り除く必要があります。「表面の平滑化」「形状の精度向上」などの表面仕上げの改善目的で研磨が行われます。

セラミックス研磨の原理

セラミックス研磨の原理は「摩擦力」と「研磨剤の作用」に基づいています。

摩擦による削り取り

研磨剤がセラミックスの表面と接触し、摩擦力を発生させます。 研磨剤の粒子が表面の凹凸や突起に絡みつき、削り取ることで凹凸を削り取ります。

研磨剤の硬度

研磨剤は通常、セラミックスよりも硬い材料で構成されます。そのため、研磨剤の硬度によってセラミックス表面の削り取り効果が生じます。

研磨剤の粒子サイズ

研磨剤の粒子サイズは研磨の効果に影響を与えます。 粒子が大きい場合は表面の突起を短時間で効果的に研磨することができますが、平滑な仕上げには向いていません。

微細な粒子は平滑な仕上げになりますが、研磨時間が長くなります。

セラミックス研磨の手順

セラミックス研磨の手順は「粗面研磨（ラッピング）」と「鏡面研磨（ポリッシング）」のプロセスに分かれます。

１. 粗面研磨（ラッピング）

• 初めに表面の大きな傷や凹凸、うねりを取り除くために粗い研磨剤を使用します
• 研磨剤は通常、硬度の高い砥粒（例: アルミナ、炭化ケイ素、ダイヤモンド）を水、油に分散させてスラリーとして使用されます
• スラリーを供給しながら、鋳鉄などの硬質材料のラップ盤に適切な圧力や運動を加えながら対象物を押し付けて研磨を行います
• ラッピングではポリッシングに移行するまでに順次砥粒を細かくし、「寸法」「形状」「表面性状」などを整える工程を踏みます

２. 鏡面研磨（ポリッシング）

• 粗面研磨後、さらに細かい研磨剤を使用して表面の微細な傷や凹凸を取り除きます
• 研磨剤はアルミナ、ダイヤモンド、酸化ケイ素スラリーが使用されます
• ラッピングと異なり、軟質材料の工具（ポリシングパッド）に対象物を押し付けて研磨を行います
• ラッピング同様に順次砥粒を細かくし、またポリシングパッドを変更し、「寸法」「形状」「表面性状」などを整えていく工程を取ります

セラミックス研磨の種類

セラミックス研磨には「湿式研磨」と「乾式研磨」の２つの主要な方法があります。

１. 湿式研磨

• 湿式研磨は研磨作業中に液体を使用する方法です
• 研磨剤を液体（通常は水）に分散させてスラリーを作成します
• スラリーに含まれる液体は、冷却や潤滑の役割を果たし、熱の発生を制御します
• スラリーによって研磨剤が均一に分散されるため、研磨の効率が向上し、平滑な仕上げが得られやすくなります
• ただし、セラミックス材料によっては湿式研磨によって表面が変質する可能性があるため、材料の特性に合わせて方法を選択する必要があります

２. 乾式研磨

• 乾式研磨は研磨作業中に液体を使用しない方法です
• 研削盤、研磨ホイール、または砥石に研磨剤を適用し、セラミックスの表面を研磨します
• 乾式研磨では研磨中に熱が生じ、熱による損傷や破損のリスクが存在します

ニットーのセラミックス研磨

ニットーのセラミックス実績

• アルミナ
• ジルコニア
• 窒化アルミニウム
• 窒化ケイ素
• 炭化ケイ素

実績の一部のご紹介です。お気軽にご相談ください。

まとめ

セラミックス研磨についてのご相談承ります

ニットーでは様々な素材、寸法、表面性状のセラミックス研磨の対応が可能です。
試作からも承りますので、「この素材の研磨ができるかどうかも分からない…」「セラミックス研磨の性状・品質で困っている」などでお困りの企業様はぜひお気軽にご相談ください。