切削する際に発生する切粉で困っています。

工場の生産過程において、材料（アルミ）をドリルや

ボール盤で、切削する際に発生する切粉で困っています。

何か集塵機器で良い物、良い方法はないでしょうか？

≪切粉の発生状況≫

各工程によって、発生状況は異なるのですが、

大きく分けて下記の様な発生状況です。

(1)ドリルの刃が降りてくる方向に切粉が飛び散る。
‥ドリルの刃が切粉を巻き上げてしまう。

(2)ドリルの刃が降りる方向に切粉が飛び散る。
‥削った物がそのまま重力で下に飛び散る。

(3)加工した材料に切粉が乗ったまま次の工程に運ばれてしまう



≪現在行っている対策≫

(1)に関して：ドリルの刃の周りを覆い隠して、エアーガンにて

切粉を集塵している（トラスコ社製　品番MAG-22を使用）

(2)に関して：箱や囲いなどの受けを作って、定期的に捨てている。



≪問題点≫

集塵は上記に記載したようなエアーガン（MAG-22）に0.5～0.6Mpaの

エアーを使用して、集塵を行っていますが、吸引力が乏しく、

集塵機器として成立していません。

掃除機のような強力な吸引力で小型の物があればよいのですが‥

最近では静電気や超音波を使用した物があると聞いています。

そのような方式やその他の技術をご存知の方が

いらっしゃいましたら是非ご教授いただきたいと思います。



アルミ切削で、乾式はありえないと思うのですが。。。

ミストをかけていますか？

アルミの切粉処理は、高速の場合には、ドリルに穴が空いた、

センタースルーの刃物で、高圧のクーラントを出して、

ドリルのねじりから強制的に排出させる

マグネットセパレーターを使用するのが一般的です。

ただ、センタースルー対応の機械じゃないと

できないですけどね。

主軸の横から入れるようなタイプのマグネットセパレーターも、

住友重機械ファインテックさんあたりから出てますが。。

どちらにしろ、1軸20～100万円くらいはかかってしまう改造ですね。

エアーの圧力を使用したバキュームタイプの

マグネットセパレーターは、エアーの消費が大きくて、

今度はコンプレッサーに負担がかかってしまいます。

ただ、かなりの勢いで吸ってくれますが。

集塵機などもかなり有効ですけど、大きな切粉は

吸い取れないと思います。

湿式に変えて、クーラントで流すのが一番安いと思いますけどね。



アルミの肉厚は2mm弱ですので、多くは乾式です。

工程によってはミストを掛けています。

使用している刃は、4～8mm程度の物が多いです。

エアーのバキュームですが、現状で使用している物は、

吸引力が非常に弱いです。

切粉の飛散している面に対して10mm程度まで吸引口

（直径25mm程度）を近づけてあげあいと、吸引できないレベルです。

エアーでの集塵という方法にも限界を感じつつあります。

仰る通りコンプレッサーの消費電力も馬鹿になりません。

（1.7円/m3ぐらい）



エアーが使えるのなら、吹き飛ばすという方法も考えられますね？

加工している近くからなら、加工用のオイルを使用していても、

ある程度の場所に切削片、切粉を集められそうですが‥

現状のマグネットセパレーターは、安全も考えれば利用できます。

エアーで吹き飛ばすこともしているのですが、作業者が生産を

行っている中で、エアーで吹き飛ばす作業が常時発生してしまい、

これもまたネックなのです。

マグネットセパレーターをつけても、狙いをつけた場所にエアーで、

切粉を吹き飛ばすことは難しく、床などに飛散してしまい、

それを掃除するという一連の作業が伴っています。

それを踏まえて、100％とは言わないまでも、集塵する事により、

吹き飛ばす作業や掃除する作業を少しでも減らしたいという思いがあります。



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切粉を高圧エアーで吹き飛ばすには？

切粉の現象に関する疑問。

アルミ形材の切断の際に、切粉が形材の中に残ってしまうので、

その切粉を高圧エアーで吹き飛ばすには、

どの位の流量が必要なのか？

というのを理論値で算出したいのです。

形材の形状というのは断面積10平方センチメートル、

長さが6～7メートル程度で、内部は空洞です。

本来、長さ数十メートルの物を定尺（6～7メートル）に

切断を行い上記の様な形材となります。

 

その切断の際に、発生した切粉が形材切断面の

両端の空洞部分に残ってしまうという状況です。

この切粉を一方から高圧エアーで吹き飛ばし、

その反対側で回収したいというのが狙いです。

 

そこで、その際に必要となるエアーの流量の計算を行いたいのです。

形材の形状は様々ですので、下記のような文字式で

ご提示いただければ幸いです。

切粉はチップ状の物で、実際はチップ状の物が山になって

堆積しておりますが、それを考慮して計算式を作ることが

出来れば理想的ですが‥

 

おそらく難しいので、１つの物体として捕らえて

いただければと思います。

また空洞部に発生する、乱流や空気抵抗も考慮できるとよいのですが‥

断面積S（平方センチメートル）、形材長さ（センチメートル）、

エアー圧力P（Mpa）、切粉質量M（キログラム）

※その他、必要条件があれば条件を付け加えていただいて結構です。

 

私は流体の専門家ではありませんが、きっと質問者さんが

のぞむような計算式は出てこないと思います。

「１つの物体として捕らえて」というようないくつかの近似で

式を作る事は可能かとも思われますが、きっとそれから

得られる解は現実的ではないと思います。

例えば、切削油で切粉がくっついてしまっているとか、

様々な形状を無視することとか‥

でもよく考えると、旋盤やフライス盤での加工も同じように

切粉がくっつきそうですよね。

このような場合は皆どうしているのでしょうか？

 

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