【セミドライ加工.com】セミドライ加工に関する基礎知識

セミドライ加工という発想が生まれた背景には、1990年代に入って
世界中で高まってきた地球温暖化や環境汚染対応があります。

これは戦後に産業界の大量生産が世界中で起こった結果として各国で
大気汚染等の深刻な環境汚染をもたらしたため、各国がこれを抑え込む
ための国際会議が1990年前後から開催されるようになりました。

それを契機として世界中の企業が生産活動、社会活動における汚染物質の
使用削減、省資源、省エネルギーを真剣に取り組む必要性を認識する
ようになり、それは現在に至るまで継続しています。

続きは、関連リンクをご覧ください。

【掲載内容】
■セミドライ加工誕生の背景
■セミドライ加工のその後の状況

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セミドライ加工は切削加工の環境対応としてまず切削時の潤滑に絞りこれを
ミニマムにする油性ミストからはじまりました。

セミドライ加工の潤滑性の良さは維持しつつ、油性ミストの問題点であった
冷却能の課題を一気に取り払ったのが水溶性ミストによるセミドライ加工です。

水溶性ミストによるセミドライ加工によりドリル加工は油性ミストの極細径
Φ1からΦ5～Φ30へと広がり適用部品も大幅に拡大しています。

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【掲載内容】
■油性ミストセミドライ加工
（1）アルミ加工
（2）金型加工
（3）小径ドリル加工
（4）ニヤネット部品
■水溶性ミストセミドライ加工

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クーラントを使用しないセミドライ加工では、切屑はクーラントが
運んでくれないので加工機械の下部に溜まることになります。

セミドライ加工を実用化した企業では個々にいろいろと機械自体に
工夫をしており、機械構造の工夫をはじめ、治具、カバー類への
潤滑コーティング、エコクリーン加工（ECM）等が挙げられます。

切屑の吸い込みによる加工は単に切屑や異物の回収の手間を省く効果
ばかりでなく、潤滑性能が上がり切削抵抗を下げると言う効果を示す
データもあります。

更に吸引によりすくい面に凝着した切屑が除かれる場合もあり、
仕上げ面の面粗度は改善すると言われています。

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ミストの給油方式にはバンドソーや鋸刃等で昔から行われた外部給油方式と、
ドリル等は外から切削部に給油できないので工具に穴を開けたオイルホール
付きドリルにミストを送り込む内部給油方式が有ります。

また内部給油方式ではマシニングセンターのスピンドルスルーやNC旋盤では
タレットからミストを吐出する方法が1990年頃から現れています。

このミストの搬送をする場合に注意する必要があるのはミストの液状化です。

ミスト配管が長い場合はミストが管内壁に付着・液状化を起こしミストの
性状が変わります。特に配管に曲がりが有る場合や逆止弁（オリフィス）が
あると、曲率やオリフィスの部分で液状化が強く起こるので避ける必要があります。

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セミドライ加工自体にはまだキチンとした定義は無く、多数の企業で
適用化検討が行われています。

2000年を過ぎてから一部の生産技術力の高い企業にてウェット加工から
セミドライ加工化への代替が始まっているのが報告等から見て取れます。

当記事では、セミドライ加工装置の機能と特長を説明します。
ぜひ、関連リンクをご覧ください。

【掲載内容】
■（1）ミストオイル潤滑
■（2）オイルエア潤滑
■（3）ミスト粒の潤滑特性
■（4）ミスト粒の冷却改善

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切削加工時に切削油剤を循環使用する加工をウェット加工、切削油剤を
全く使用しない場合をドライ加工、切削油剤をごく微量をミスト状にして
加工部に使用するが加工後に加工物がほぼ乾燥しているような加工を
セミドライ加工といいます。

加工法自体は時代の生産環境や工具、刃具の発達過程で変化してきましたが、
現在どんな加工法を選ぶかは使用する工具刃具、加工対象材質や材料特性、
加工の種類で決まります。

当記事では各加工法について解説します。ぜひ、関連リンクをご覧ください。

【掲載内容】
■ドライ加工
■ウェット加工
■セミドライ加工

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機械加工に使用するクーラント液の機能には（1）切削部位の潤滑作用、
（2）工具（刃部）やワークの冷却作用、（3）切り屑排出の洗浄作用、
（4）加工物の防錆作用が有ります。

セミドライ加工はウェット加工に比べた場合、苦手な機能としては
（3）の切り屑の洗浄機能が挙げられます。

セミドライ加工ではミスト液を切削部位に吹き込むために高圧エアを
使用しますので通常はこのエアノズルからのスプレーで切屑は飛ばされます。

ただセミドライ加工の場合は切屑をウェット加工液の循環で同時に
集める機能が無いので切粉を集める工夫は必要です。

続きは、関連リンクをご覧ください。

【掲載内容】
■切屑の洗浄排出機能が無い
■セミドライ加工（油性ミスト）は高速切削できない

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セミドライ加工の特に大きなメリットは大量の切削用クーラントを使用しない
事によるメリットです。

油性ミストにより細径深穴加工が容易に加工可能。これは通常のクーラントの
粘度では侵入し難いΦ1mm程度の細径の切削ポイントに動粘度係数の大きな
ミストは侵入ができ刃先部の潤滑が十分に得られます。

そのため細径ドリルの切削抵抗を低減でき折損せずに細径深穴加工が
可能になります。

関連リンクにてその他の具体例もご紹介しております。ぜひ、ご覧ください。

【掲載内容】
■（1）細径ドリル深穴加工が容易
■（2）スプラッシュガードが不要
■（3）加工後の洗浄工程が不要

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セミドライ加工の特に大きなメリットは、大量の切削用クーラントを使用しない
事によるメリットです。

通常のウェット加工ではクーラント購入費の他、部品、切屑に付着持ち出し、
飛散霧化等で濃度が低下するため、濃度維持のための補給、クーラント濃度
測定等の工数が発生します。

セミドライ加工では噴霧した微量クーラントは乾くため回収、循環は不要。
そのため前述のクーラント管理コストやクーラントの循環動力コストも発生しません。

関連リンクにてその他の具体例もご紹介しております。ぜひ、ご覧ください。

【掲載内容】
■（1）油剤コスト、電力消費が低減可能
■（2）水溶性クーラントの腐敗対応が不要
■（3）職場環境が快適
■（4）企業環境負荷の低減が可能

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切削油剤を全く使用しない加工はドライ加工と言われ、加工し易いアルミや
鋳鉄部品は油剤を使用せずに加工された時期がありました。

今でもドライ加工する場合もありますが、高まる生産性向上ニーズや、
切屑の回収容易化などで、結局ウェット加工（切削油剤加工）にする
傾向が一般に見られます。

しかしSDG's等で切削油剤を極限まで削減したいと言う強いニーズにより
セミドライ加工の採用が徐々に拡がっています。

セミドライ加工の潤滑方法は油性ミストと水溶性ミストによる方法があり、
当記事にて特長を5項目に分けてご紹介しておりますので、ぜひご覧ください。

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セミドライ加工という発想が生まれた背景には、1990年代に入って世界中で高まってきた地球温暖化や環境汚染対応があります。

戦後に産業界の大量生産が世界中で起こった結果として各国に大気汚染等の深刻な環境汚染がもたらされたため、
各国がこれを抑え込むための国際会議を1990年前後から開催するようになりました。
これを契機として世界中の企業が生産活動、社会活動における汚染物質の使用削減、省資源、省エネルギーを
真剣に取り組む必要性を認識するようになり、それは現在に至るまで継続しています。

1997年CIRP（国際生産工学アカデミー）年報キーノートペーパー冒頭で社会から産業界への要求を、
「先端高機能材料」、「高生産性」、「高精度及び環境配慮ニーズ」の4点に集約しています。

機械加工には当時大量の切削油剤が使用されており、その寿命で生じる廃棄物による環境汚染や、
油剤供給、循環等で機械電力の40％~60%が消費されていました。

そこで徹底的に切削油を削減する加工法の研究がなされて開発されたのがセミドライ加工です。
この「廃棄しない」経済システムを求める動きは今日でも続いています。 （詳細を見る）

セミドライ加工(水溶性ミスト加工)とは、金属の切削加工に際して大量の切削油の代わりに、非常に少量の油剤を使用して加工する方法をいいます。
半分ドライな状態で行う加工という意味で、別名でMQL（Minimum Quantity lubrication)加工といいますが、米国等海外ではNDM（Near Dry Machining）加工といわれることもあります。

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