研磨加工の原理
ここでは、研磨加工の原理を解説します。
TDCで行っている研磨加工については、『研磨加工』ページも合わせてご参照ください。
研磨加工の原理
研磨加工とは、砥粒などを用いて、製品の表面の凸凹を取り除く加工技術のこと。 μm（マイクロメートル）、ミクロン単位での調整が可能であることから、製品加工の最終工程に用いられることが多くなります。
研磨加工の原理を理解するうえで、遊離砥粒方式を用いた代表的な研磨法である「ラッピング」と「ポリシング」2点の加工原理を見ていきましょう。
ラッピングの加工原理
ラッピングは、ラップと呼ばれる加工工具に接触する対象物の表面を微小切削、または微小破壊する機械的加工法となります。加工原理はポリッシング加工と同じで、砥粒と懸濁液を使用する遊離砥粒加工となります。
多数の遊離砥粒、いわゆる研磨剤が加工物に含まれた状態で摺動運動がおこなわれ、加工物を微少切削しながら研磨し、加工物をより平坦に仕上げていきます。
製品に対して均一かつ安定して研磨することができることが特徴で、超精密な加工が要求される半導体分野や光学分野でも多く採用される技術となります。
ポリッシングの加工原理
ポリッシング加工とは、一般的に加工物の表面を平たん化・平滑化する仕上げ加工のことを指します。そのため、ラッピング加工と比較してもより高い精度が求められる繊細な加工方法となります。
加工原理はラッピング加工と同じく、遊離砥粒加工が用いられ、微細砥粒スラリーや軟質ポリシャを用いて研磨が行われます。
近年では、さらに高精度・高能率化、低コスト化が進み、省エネルギーやエコロジー化も採り入れた新しいポリッシング法が次々と開発・実用化されています。
微細な砥粒や軟質なパットを用いて製品を磨き上げるため、スクラッチやクラック、加工変質層を発生させずに鏡面加工を行えることが特徴のひとつとなっています。
ラッピングとポリッシング、その違いは？
写真：ポリッシング加工で仕上げたステンレスのRa0.001μm（写真左）と、ラッピング加工で仕上げたRa0.2μm（写真右）の画像。
ラッピング研磨とポリッシング研磨の主な違いは、以下となります。
| 加工法 | 使用砥粒 | 仕様工具 | 加工目的 |
| ラッピング | 粗砥粒 （数μm 以上） |
硬質工具 （ラップ） |
高能率加工・寸法精度や形状精度の確保 |
| ポリッシング | 微細砥粒 （数μm 以下） |
軟質工具 （ポリシャ） |
表面粗さ低減・鏡面化・加工変質層僅少化・除去 |
ラッピング研磨は、数μm以上の粗い砥粒および金属やセラミックス用の硬質工具を用いることで、スピーディかつ効率的に研磨をおこなえる研磨方法となります。
一方、ポリシング研磨では数μm以下の微細砥粒および合成樹脂といった軟質工具を用い、主にラッピング研磨や研削加工後の表面粗さをならし、平滑化させる目的で行います。そのため、より凸凹をなめらかにする仕上げ工程としておこなわれることが多くなっています。
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