高性能熱ソリューションに対する世界的な需要が高まるにつれ、 メーカー最適化のプレッシャーに直面アルミニウムヒートシンク生産。従来の高速フライス加工 業界を支配しているのは従来の方法だが、新たな高効率技術が生産性の向上を期待できる。本研究では、実際の加工データを用いてこれらの方法間のトレードオフを定量化し、電子機器冷却部品の応用研究における重要なギャップを解明する。
方法論
1.実験デザイン
●ワークピース:6061-T6アルミニウムブロック（150×100×25 mm）
●ツール:6mm超硬エンドミル（3枚刃、ZrNコーティング）
●制御変数：
HSM: 12,000～25,000 RPM、一定のチップ負荷
HEM: 8,000～15,000 RPM、可変エンゲージメント（50～80%）
2. データ収集
●表面粗さ測定：ミツトヨSJ-410表面粗さ計（5回測定/ワーク）
● 工具摩耗：Keyence VHX-7000デジタル顕微鏡（フランク摩耗＞0.3mm = 不合格）
● 生産率: シーメンス 840D CNC ログによるサイクルタイム追跡
結果と分析
1.表面品質
● 方法：HSM HEM
● 最適回転数: 18,000 12,000
●Ra（μm）:0.4 0.7
HSMの優れた仕上げ（p< 0.05）は、高速時のビルドアップエッジ形成の減少と相関しています。
2.工具寿命
● HSMのツールは1,200メートルで故障したが、HEMのツールは1,800メートルで故障した。
● HSMの故障では凝着摩耗が支配的であったが、HEMでは研磨パターンが見られた。
議論
1.実用的な意味合い
●精密アプリケーションの場合:ツールコストが高くなるにもかかわらず、HSMは依然として好ましい
●大量生産：HEMの15%高速なサイクルタイムは、加工後の研磨を正当化します。
2.制限事項
● 除外された5軸加工シナリオ
● テストは6mmの工具に限定されます。直径が大きいと結果が変わる可能性があります。
結論
HSMは高級ヒートシンクに優れた表面仕上げを提供し、HEMは大量生産に優れています。今後の研究では、HSM仕上げパスとHEM粗加工を組み合わせたハイブリッドなアプローチを検討する必要があります。
投稿日時: 2025年8月1日
