ダイヤモンドと HiPIMS のコーティングの使用で、離陸はさらに軽やかに

軽量構造や航空用の材料で切削加工が難しいものを加工する

軽量構造の材料は、軽量で、高強度、安定性があり、その性能は確かなものです。 しかし切削加工にとっては、非常に困難な課題です。 航空機製造向けの硬質で、強靭な特殊合金や複合材料を穴あけ、フライス加工する際、CemeCon プレミアムコーティングは最大のプロセス信頼性を確保して、最良の製造品質を可能にしながら長期にわたって経済性を保証します。

滑走路に着陸時、航空機の胴体に伝わる衝撃は穏やかなものです。 また飛行中も機体には動きがあります。座席によって異なりますが、翼の先端に見ることができます。 飛行機は一見すると、堅牢という印象を受けますが、決してそうではありません。 実際には、弾性を考え徹底的に調整されているのです。 航空機にはアルミニウム合金が使用されていますが、まさにこのために設計されているのです。 この合金は、自動車業界で使用されるものに比べてはるかに強靭ですが、それは含まれるシリコンが極僅なためです。 運行時には振動が発生し、これは常に動的な負荷を与えることになりますが、材料はこういった負荷に対し、特に強い耐性を得ることができるのです。 こうすることで航空機には、全耐用年数にわたって安全性が確保されています。一般的な型式では耐用年数 25 年、飛行時間は 6 万時間、着陸回数は 4 万 8,000 回を基準に設計され、実際にはさらに長期間にわたって運行可能です。

シリコンの含有量が低いということは、合金内の純アルミニウムの割合が高いことになります。 純アルミニウムには、切削加工で熱を帯びるとすぐに溶けて溶着する傾向があります。 これはフライス加工時に絶対に考慮しなければならないことです。そうしないと工具に材料が溶着してしまいます: 摩擦熱で「溶解」した切りくずは、工具に溶着し、どんな瞬間接着剤よりも強力に、あっという間に冷えて固まってしまうのです。 「この後に出る切りくずが、この盛り上がった部分にくっついてしまうのです。 作用する力が非常に強いので、コーティングと硬質金属の健全な部分も一緒に剥がれてしまうことがあるのです」と CemeCon のプロダクトマネージャー・ラウンド・ツール、マンフレート・ヴァイガントは、こういった冷間溶接が工具を損なう過程を分かりやすく説明します。

極めて平滑で薄い HiPIMS コーティングが生み出す最上の切れ味

AluCon® コーティングは二ホウ化チタン(TiB2)を基盤としたもので、アルミニウムとの親和性が非常に低くなっています。 切りくずはくっつことなく、まるでテフロン® 加工のフライパンのホットケーキのように滑るのです。 結果: 切りくずを最大限の効果的に排出 切削加工を行って、強靭な航空機用アルミニウムを最適な表面とするのに必要なのは、切れ刃の鋭さを維持することです。そのため HiPIMS コーティングは、交互に 1 μm または 2 μm と特に薄く施されます。 HiPIMS を使用すると、TiB2 コーティングはかつてなかったほど完璧に密着したものになります。 そのためコーティング材料 AluCon® は、チタン加工工具をコーティングするための理想的な基盤となるのです。

アルミニウム、チタンとも、最新の航空機での採用が増加の一途をたどっています。その際、炭素繊維強化プラスチックをサンドイッチのように組み合わせた複合材料として使用されています。 「はじめは多孔質で研削性が高く、時間が経つと比較的柔らかくて強靭になるという部品に穴あけ加工する? そのためには基材、切削形状、コーティングに特別な要件が求められます。」とマンフレート・ヴァイガントは経験を語ります。 「CCDia®AeroSpeed® は当初、CFRP 加工向けに設計したものですが、デュオ CFRP とアルミニウムにもバランスのとれたソリューションを提供します。」 ナノ結晶ダイヤモンドの表面は、非常に平滑で化学的に不活性なため、切りくずを効果的に排出できるのです。 特に鋭いといえば、
CCDia®AeroSpeed® でコーティングした工具もです。バイトの丸みが、従来の同じ厚さのダイヤモンドコーティングに比べてずっと小さいためです。 CCDia®AeroSpeed® を使用すると、ドリルがアルミニウム複合層から抜ける際のまくれが 0.1 mm未満となり、航空機製造の一般基準を満たすことができるのです。

CemeCon の多層ダイヤモンドコーティングは、現在、話題の CFRP チタン加工にとって正しい道筋です。 「現在のテスト結果によると、この複合材料はまもなく、従来に比べはるかに経済的に加工できるようになります」とマンフレート・ヴァイガントは未来に目を向けます。