ガラス研磨で傷がつく場合の対処方法

2012年8月25日更新

多くのガラス製品においても研磨が使われていますが、それがレンズであれ、プリズムであれば、板ガラスであれ、ガラスである以上、望まない傷がついてしまうことがあります。

研磨は砥粒をつかって物体の表面を引っ掻いていく工程です。段々と粗いものから細かいものへとこの砥粒を変えていくからこそ、物体の表面の凹凸がなめらかになり、最終的に目指すべき表面粗さを得ることが出来るわけですが、そうなると、この段階でも「傷」というのはあります。

問題となる傷というのは、他のものから比べて深いから問題となります。その直接的な発生原因、つまり傷そのものを作っているのは、砥粒もしくは切り屑か、外から入ってきた砂、ゴミやパーティクルか、これらが複合したものです。

研磨中には、磨いている対象(ワーク)と、研磨剤との間には、ワークから削れた破片や、ダイヤなどの砥粒の破片が常に出たり入ったりしています。ダイヤモンドは破砕といって、表面が小さく欠けていくことで切れ味を発揮する性質を持ちます。この破砕現象が、まれに大きく起こったり、ダイヤモンド砥粒自体が目こぼれといって砥石から抜け出てしまうと、意図しないほどの切り込みが発生し、傷になることがあります。

またワークの破片も同様で、ガラスの場合は硬脆材料に分類されるため、ガラス自体が小さく欠けているわけですが、これが稀に大きく欠けてしまうこともあります。ただこの場合は、チッピングやピリ、欠け、ハマカケと呼ばれ、ワーク自体に目で見える「欠け」が出来てしまうので、砥粒による傷とは別のものとすぐにわかります。

傷をつける直接的な原因は「砥粒」であると述べましたが、では「なぜ」傷がつくのかについて見ていきます。

研磨時の傷発生の原因

砥粒の不適合

砥粒の大きさとはすなわち粒度のことです。#400などの数字で表現されますが、研磨の場合、粒度は砥粒のワークへの切り込む深さを決める要素です。

ボンドの不適合

また粗すぎる砥粒を使っているというだけでなく、砥粒を支えているボンドの種類も切り込む深さには影響するため、ボンドも検討していく必要があります。

同じ粒度で他の条件が全て同じなら、理論上は切り込む深さは左の方が深くなります。

電着 > メタル ≧ レジン

硬度の不適合

砥石のボンドには硬さがあります。これが硬すぎたり、軟らかすぎたりしてもよくありません。硬いと目つぶれ、目詰まり、柔らかいと目こぼれを起こすことがあります。

研削条件の不適合

・回転数

削る速度にかかわるため、生産効率を落とすことが出来ないのでこの辺りは変更不可という話も聞きます。原因を特定するためには、他の条件を固定して、これだけ動かしてみるのも一つの方法です。

・送り速度

送りは微妙な違いで仕上がりに影響します。

・切り込み

砥石や研磨剤のもつ切り込みと、機械側での切り込み深さの双方を考慮すべきです。

・研削液、研削油

これは種類も重要ですが、かけ方(ワークと砥石の接点にきちんとあたっているか)や流量(十分な量がかかっているか)も重要になります。研磨中は、高速で回転しており、液が遠心力で飛ばれることも念頭に置く必要があります。

機械の不適合

機械に振れなどが発生していて傷になっている場合、上記とは明らかに違う傷のつき方がします。発生しているか否か不明な場合は、ゲージ等を使って振れの有無については定期的に調べてみるとよいでしょう。

その機械には使ってはいけないタイプの研磨工具や、研削工具を装着していてもよい結果がにはなりません。その研磨機で使用可能な砥石の最大径についても人によっては無視する傾向がありますが、きちんと守るべき項目です。

また、上記の原因特定のためには、以下の情報が役立ちます。

  • 傷がどの方向からどの方向へついているか
  • 傷はどの段階(工程、発生タイミング)で発生しているか
  • 傷の深さ、長さ、性状

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