赤外線ハイスピードカメラによる切削の温度解析事例

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切削点の非接触温度解析：難削材加工の課題解決へ

日本のものづくりを支える高度な技術の一つに「金属加工」があります。特に、航空宇宙や原子力産業で用いられる産業用タービンや各種エンジンの部品には、過酷な使用環境に耐えうる超耐熱合金が使用されています。

これらの合金は、耐熱性や耐腐食性といった高温特性に優れる一方で、熱伝導率が低いという特性を持っています。このため、加工中に局所的な切削熱が発生しやすく、工具刃先に熱が集中して摩耗しやすいという「難削材」としての側面も持ち合わせています。さらに、このような超耐熱合金の加工には、同様の特性を持つ特殊な刃物や加工チップが使用されます。

切削加工における長年の課題

このような金属加工において、加工条件の最適化は長年の課題でした。切削熱が局所的に集中すると、切削工具材料との化学反応や凝着物の付着が発生し、切れ刃の摩耗やチッピングによる工具寿命の低下、さらには加工面の品質低下に直結します。したがって、加工条件の設定においては、熱がこもらないような工夫が不可欠です。しかし、切削点の温度を直接的に測定することは極めて困難であり、回転数と切削点温度の関係を定量的に評価することは、これまで不可能に近い状況でした。

冷却式赤外線カメラが切り拓く新たな解析手法

このような背景を受け、現在、切削工具メーカーでは「冷却式赤外線カメラを用いた切削点の非接触・高速温度解析」という画期的な試みが進められています。そして、その中核技術として、弊社の製品が貢献しています。この非接触温度解析技術により、これまで見えなかった切削点の熱挙動を正確に把握し、難削材加工の課題解決、工具寿命の飛躍的な向上、そして加工品質の安定化に貢献することが期待されています。