前回の「投射材コラム① - 投射材の種類と用途」では、ウェットブラストで使用されるさまざまな投射材の種類と、それぞれの用途・特長についてご紹介しました。
では、実際に投射材を選ぶ際には、どのような点に注目すればよいのでしょうか。
投射材は、粒径や硬度、比重、形状などの違いによって、加工力や仕上がり、被加工物への作用の仕方が変わります。
今回は、ウェットブラストの加工結果を左右する「粒径・硬度・比重・形状」の4つの要素に注目し、投射材の選定について解説していきます。
つまり、投射材の質量（m）、衝突速度（v）、そして衝突数（N）が、加工エネルギーに関係します。
では、投射材の質量や作用の仕方は、どのような特性によって変わるのでしょうか。
そこで重要になるのが、「粒径・硬度・比重・形状」の4つのパラメータです。
ここからは、それぞれの特性が加工結果にどのような影響を与えるのか、投射材選定の基本的な考え方とともに解説します。
ではまず最初に、粒径から見ていきましょう。
ウェットブラストについて詳しく知りたい方へ
投射材の粒径は、加工力だけでなく、仕上がりの精度や均一性にも関係します。
投射材の粒径は、1粒あたりの質量に大きく関係します。
球形に近い粒子を例にすると、粒径が大きくなるほど体積も大きくなり、同じ材料であれば、その分だけ1粒あたりの質量も大きくなります。
同じ速度で衝突するなら、 1粒あたりの質量が大きいほど、衝突時のエネルギーも大きくなります。
ただし、粒径だけで加工力や仕上がりが決まるわけではありません。
投射材の硬度・比重・形状や、投射速度などの条件 を合わせて考えることが重要です。
投射材の硬度は、被加工物への加工力を考えるうえで重要な要素です。
一般的に、 被加工物より硬い投射材ほど、切削・除去作用を得やすくなります。
一方で、硬ければ硬いほど良いというわけではありません。
必要な加工力や被加工物の材質に合わせて、適切な硬度を選ぶことが重要です。
被加工物に対して投射材が硬すぎる場合、 必要以上の加工や表面ダメージにつながる可能性があります。
「より硬い投射材を選ぶ」のではなく、 必要な加工力に合わせて硬度を選ぶこと がポイントです。
投射材の比重は、被加工物への衝突エネルギーを考えるうえで重要な要素です。
同じ粒径・同じ速度で比較した場合、 比重が高い投射材ほど1粒あたりの質量が大きくなります。
加工エネルギーは質量に比例するため、 比重が高いほど、1粒あたりの衝突エネルギーも大きくなります。
※数値は材料や製品によって異なります。
同じ粒径・速度であっても、投射材の比重が変われば 衝突時のエネルギーも変わります。
必要な加工力に応じて、比重も選定のポイントになります。
投射材の形状は、被加工物への作用の仕方に大きく影響します。
投射材の形状は、被加工物への作用の仕方を左右する重要な要素です。
角のある粒子は「削る」作用、 球形に近い粒子は「叩く」作用が生じやすく、 同じ投射材でも形状によって加工メカニズムが変わります。
角のある粒子が表面に衝突することで、 切削・破砕に近い作用 が生じやすくなります。
球形状の粒子は、衝突による 塑性変形やピーニング作用 を利用する加工に適しています。
「削る」のか「叩く」のか。 目的とする加工に合わせて、投射材の形状を選ぶこと が重要です。
ウェットブラストで使用される投射材には、さまざまな種類があります。
それぞれの投射材の特長や用途、適した加工について詳しくご紹介しています。
ウェットブラストの投射材は、単に「どの種類を使うか」だけでなく、 粒径・硬度・比重・形状 という4つの要素から選定することが重要です。
投射材の選定では、 「何を除去したいのか」「どのような表面に仕上げたいのか」 という加工目的から逆算して、4つの要素を組み合わせて考えることがポイントです。
「より強い投射材」を選ぶのではなく、 加工目的に合った投射材を選ぶこと が、安定した加工結果につながります。
実際の加工に適した投射材を知りたい方へ
ワークの材質や形状、求める仕上がりによって、適した投射材は異なります。
マコーでは、投射材の選定やサンプルテストについてもご相談いただけます。
グローバルマーケティング部 佐田 俊彦
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