航空宇宙．電気自動車産業 カーボンセラミック・ブレーキディスク(CCB)の平面研削加工

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カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の加工が難しい理由は？

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）は、セラミックマトリックス複合材料（CMC）を使用しており、これは高性能な先進複合材料の一種です。この材料は、カーボンファイバーの靭性と炭化ケイ素セラミックの高温耐性を組み合わせており、1000°C以上の高温に耐えることができます。軽量であるため、ばね下重量を減少させ、ハンドリングの安定性を向上させます。一般的な鋳鉄製ブレーキディスクよりも耐久性があり、ほとんどブレーキフェードが発生しません。

優れた性能にもかかわらず、カーボンセラミックブレーキディスクの製造プロセスは非常に複雑であり、特に研削段階は全体のプロセスの中で最も困難な部分です。カーボンファイバーセラミック複合材料自体は高い硬度と脆性を持ち、深刻な工具摩耗を引き起こす可能性があります。カーボンファイバーとセラミックで構成された異質な構造は、加工中の切削力を不安定にし、製品の品質管理を難しくします。加工時間も長く、1枚のディスクの完成には数日から1週間以上かかることがあります。

 

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☑️ カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工：加工情報

 

	カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工：加工情報
材料	カーボンセラミック・ブレーキディスク（カーボン-SiC）
特徴	平面研削
超音波加工パラメータ	S 5,952rpm _ F 1,200mm/min _ Ae 20mm _ Ap 0.020mm _ 超音波パワーレベル 100%
超音波ツールホルダ	HBT40-W01 研削砥石ツールホルダ
工具	#80 Φ120mm 電着ダイヤモンド砥石

 

【新製品 - HBT-40 超音波研削砥石ツールホルダ】カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工用

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🔹 半導体の高度材料の荒加工に最適。
🔹 全体の加工効率：2～3倍向上
🔹 材料除去率：3倍以上向上
🔹 生産コストとエネルギー消費の大幅削減。

 

製品仕様

モデル	HBT40-W01-2010
動作周波数	20 ~ 32 kHz
最大主軸回転速度	24,000 rpm
工具インターフェース	ねじロック式
CTS（クーラントスルースピンドル）	70 bar

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カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工におけるHITの目標

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の超音波支援平面研削加工において、HITの開発した超音波研削砥石ツールホルダ（D80mm電着ダイヤモンド研削ホイールを使用）をCNC機械に搭載し、ワークピースの品質を維持しながら材料除去率を向上させ、工具寿命を延ばすことを目指しています。




 

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の超音波支援平面研削加工：加工結果

 

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工：材料除去率（MRR）

(図1. HITのHBT-40超音波研削ホイールツールホルダーモジュールを使用してカーボンセラミックブレーキディスクの平面研削を行った場合、従来のプロセスと比較して送り速度が向上します)



(図2. HITのHBT-40超音波研削ホイールツールホルダーモジュールを使用してカーボンセラミックブレーキディスクの平面研削を行った場合、従来のプロセスと比較して材料除去率が3.3倍に増加します)

 

• HITの超音波モジュールを使用してカーボンセラミックブレーキディスク（CCB）の平面研削プロセスを最適化することで、超音波が研削ホイールに高周波の微振動を提供し、加工中にワークピースに断続的に衝撃を与え、冷却と切りくず除去のスペースを作り、研削力を低減します。
• 研削抵抗の低減により、送り速度と1回あたりの切込み深さを増加させ、材料除去率（MRR）を全体で3.3倍に向上させます。

 

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工：工具寿命

(図3. HITのHBT-40超音波研削ホイールツールホルダーモジュールを使用してカーボンセラミックブレーキディスクの平面研削を行った場合、従来のプロセスと比較して工具寿命が3倍に延長されます)

 

• 超音波は研削ホイールに高周波の微振動を提供し、加工中にワークピースに断続的に衝撃を与え、研削ホイールの冷却と切りくず除去を可能にし、研削力を低減します。
• 研削力の低減、効果的な冷却、および研削ホイールの改善された切りくず除去により、工具寿命の延長が可能になります。このプロセスでは、工具寿命が実質的に3倍に延長されます。

 

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工におけるHIT超音波加工技術の成果

(HIT HBT40 研削砥石ツールホルダを使用)

🕜 材料除去率 (MRR) - 3.3倍向上
⚙️ 工具寿命 - 3倍延長

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カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）の平面研削加工：産業応用

 

セラミックマトリックス複合材料（CMC）の平面研削加工は、自動車、モータースポーツ部品、航空宇宙産業で応用されており、特にカーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）、エンジンブロック／ピストン部品などに使用されています。

カーボンセラミック・ブレーキディスク（CCB）は、セラミックマトリックス複合材料（CMC）を使用しており、これは高性能な先進複合材料の一種です。これらは当初、航空宇宙分野で使用され、1980年代にはF1などのモータースポーツに導入され、後にフェラーリやポルシェなどの高性能市販スーパーカーに拡大されました。現在では、高性能自動車や航空宇宙分野で広く使用されています。

この材料は、カーボンファイバーの靭性と炭化ケイ素セラミックの高温耐性を組み合わせており、1000°C以上の高温に耐えることができます。軽量であるため、ばね下重量を減少させ、ハンドリングの安定性を向上させます。一般的な鋳鉄製ブレーキディスクよりも耐久性があり、ほとんどブレーキフェードが発生しません。

航空宇宙技術から民間車両への応用に至るまで、CMC材料の使用は先進的な製造技術の結晶を象徴しており、これらの製品が高価である理由を説明していますが、高性能車メーカーやモータースポーツ業界で好まれています。カーボンセラミックブレーキディスクの価値は、優れたブレーキ性能だけでなく、非常に高い難易度と時間を要する製造プロセスにもあります。


そのとき、HITの超音波加工モジュールが助けに登場しました！HITは先進材料の加工における包括的なソリューションを提供しています。HITの超音波加工技術とHIT超音波研削砥石ツールホルダの支援により、、クライアントは加工時間を短縮しながら、ワークピースの品質に関する心配を解消しました。加工効率／材料除去率（MRR）の向上と、工具摩耗の大幅な削減が可能です。HITは、クライアントの要求に応えるだけでなく、さらに優れた成果を達成することを保証します！


 

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