フォームで研磨作業を行う

指で溝の内側や複合曲面に沿ってなぞると、指先は形状の変化をすべて追うことができます。しかし、平らなサンドペーパーではできません。フォームサンドペーパーは、この問題を解決するために設計されています。裏材が圧縮・屈曲するため、研磨面が部品の形状に沿うことができます。

しかし実際には、多くのフォームサンドペーパーでは、均一な接触を維持できない場合があります。曲面に沿うとき、凹部の内側、または平らなサンドペーパーでは届かない角部などです。

接着された層が柔軟性を制限する理由

多くのフォーム研磨パッドは、フォームの片面に完成した研磨シートを貼り、もう片面に粘着剤を施しています。フォームは圧縮・屈曲できますが、連続した研磨シートはより硬くなります。

研磨シートがしっかり接着されて剥がれなくても、下のフォームと同じようには曲がりません。フォームが溝に押し込まれたり、曲面に沿って曲がったりすると、シートはその動きすべてに追従できません。

これは、よくある2つの状況で確認できます。幅の広い曲面では、研磨材が表面に均等に接触せず、最も高い部分にしか触れないことがあります。私たちのテストでは、その部分に余分な圧力がかかり、本来は滑らかな曲面に小さな平らな部分ができました。狭い溝の内側では、研磨材が最も深い部分まで届かず、一部が研磨されないまま残りました。

シリコン裏打ちのサンドペーパーにも同じ制限があります。シリコン層は薄く、ほとんど圧縮しません。その結果、研磨面は硬い裏材に取り付けられているのとほぼ同じように作用し、フォームサンドペーパーが本来備える柔軟性が低下します。

これは、特定の製品の品質に問題があるということではありません。硬い層と柔らかい層を接合することで生じる結果です。接合面では、硬い層がフォームの部品形状への追従性を制限します。

フォームに研磨材を直接塗布する

当社のフォームサンドペーパーでは、独立した研磨材のキャリアシートを使用していません。柔軟な接着層をフォームに直接塗布し、その層に炭化ケイ素の砥粒を付着させています。静電塗布では、電界によって砥粒が塗布済みのフォームへ向かい、配向します。その後、接着層を硬化させて粒子を固定します。

炭化ケイ素の粒子自体は硬いままですが、粒子同士は独立しています。粒子とフォームの間に連続した研磨シートがないため、塗布面は曲げたり圧縮したりしたときに、フォームにより近く追従できます。

この構造により、研磨層が一枚のシートとして剥がれるリスクを低減できます。また、平面や曲面、凹部でも、研磨面がより均一な接触を保ちやすくなります。

同じ曲面と凹部で、3種類の製品をテストしました。通常のフォームサンドペーパー、シリコン裏打ちのサンドペーパー、そして当社のフォームサンドペーパーです。通常のフォームサンドペーパーは輪郭の大部分に追従しましたが、幅の広い曲面に平らな部分ができ、凹部の最も深い部分には届きませんでした。シリコン裏打ちのサンドペーパーでは、改善はほとんど見られませんでした。当社のフォームサンドペーパーは、同じような平らな部分を作らずに曲面に追従し、凹部のより奥まで届きました。

柔らかい裏材に適した砥粒

柔らかいフォームは曲面や凹部に追従できますが、紙やフィルムに比べて、各砥粒を支える力も弱くなります。圧力がかかるとフォームが圧縮され、力の一部を吸収します。そのため砥粒には、硬い裏材に頼らず効果的に削るための、鋭い切削エッジが必要です。

当社のフォームサンドペーパーには、社内チームが開発した緑色の炭化ケイ素を使用しています。純度98.5%以上、モース硬度約9の砥粒は、硬さと鋭さを兼ね備えています。鋭いエッジがより小さな接触点に力を集中させるため、フォームが下でたわんでも、きれいかつ安定して切削できます。

この柔らかい裏材に均一にコーティングすることには、別の製造上の課題があります。静電塗布には、粒子サイズの範囲を厳密に管理する必要があります。粒子の大きさにばらつきがありすぎると、フォーム全体に均一に分布させることが難しくなります。

目標は、フォームを硬くせずに均一な研磨面を作ることでした。裏材には、凹部へ押し込め、曲面に沿って曲がれる柔軟性も必要でした。

これが当初から目指していたこと

部品にはそれぞれ固有の形状があります。曲面、凹部、そして面と面の間の細かな移行部も、設計の一部です。

優れた研磨ツールは、こうした形状に適応できるべきです。メーカーは、ディテールを平らにしたり、難しい箇所を避けたり、手作業で仕上げたりする必要はありません。

だからこそHOZOは、NeoSander用にフォームサンドペーパーを開発しました。難しい箇所を未処理のまま残さず、メーカーが細部のある部品を研磨できるようにするためです。ツールが部品に追従するのであって、その逆ではありません。