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微細加工技術コラム

ステンレスへの微細加工

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 SUS304やSUS316Lのようなステンレスは、非常に汎用性の高い耐食鋼であるため、工業的には医療・医薬・薬品・食品などの耐食性が求められるあらゆる分野に採用されています。また、入手性も高く比較的安価ということもあり、タンクなどの大きな製缶加工品から、小さな微細加工まで様々な製品に採用されている素材です。微細加工分野においては、医療などでノズルやバルブなどとして採用されています。

 ステンレスは、鉄に比較して耐食性を高めた素材であり、工業の分野ではSUS304がよく使用され流通しています(なお、家庭における流しなどはSUS430という素材が使用されています)。このSUS304でも耐食性がありますが、さらなる耐食性が求められる場合は、SUS316やSUS316Lといった品種が使用されることが多くあります。なお、SUS316Lの「L」はローカーボン、つまり低炭素を意味しており、低炭素にすることでさらに耐腐食性を向上したものです。

 切削加工においては、ステンレス鋼は鉄やアルミに比較して「粘い」と言われる素材であり、加工においては注意が必要です。こうした粘くて加工がしづらいといったステンレスの持つ耐食性と、切削加工のしやすさをバランスよく持っているステンレス鋼も存在し、それはSUS303です。この材質であれば切削加工性が高いので、加工時間を短縮することが可能となります。ただし耐食性はSUS304に比較して若干落ちることには注意が必要ですが、もしSUS303が使用上問題ないのであれば、コスト的にメリットが出るので複雑な・微細な加工を行うのであれば検討すべきステンレス鋼といえます(SUS303はS(硫黄)およびP(リン)の添加で被削性を向上させています)。

 一般的には難削材に属するステンレスは、切削加工においても難易度が高くなりますが、ミクロン単位での加工精度が必要とされる微細加工ではさらに難易度が上がり、加工ノウハウに加え設備も重要となります。どうしてもアルミニウムなどの切削加工に適した快削材に比較すると削りにくいので、もし許されるのであればステンレス鋼の中でも切削性の高いSUS303を採用すれば加工精度を比較的簡単に向上させることができ、加工コストも抑えることができます。また、SUS304/SUS316/SUS316Lなどのステンレス鋼であってもミクロン台の加工性を出すことが可能ですが、耐食性の高いSUS316Lは微細加工においては加工難易度が上がります。具体的には、微細加工時の穴径や加工精度に関しては大きな差は生じませんが、SUS316LはL/D(アスペクト比)を大きくすることは困難といえます。材質ごとの加工限界は微細加工を行うメーカーはデータを持っていますので、その都度問い合わせることをお奨めいたします。