金属・樹脂加工向けクランプシステム

真空クランプシステムは、表面積が広く肉厚が薄いものや、複数のサイズや形状があるもの、あるいは傷がつきやすいワークに特に適しています。

真空による均一な力の分布により、加工中の反りやたわみを防止します。これにより、従来のメカニカルクランプ装置で生じがちな局所的な圧や変形を発生させることなく、ワークを実質的に歪みなく固定することが可能です。

ワークの例:

• 金属: アルミ、銅や真鍮などの非鉄金属 (NF金属) など
• プラスチック: テクニカルプラスチック、アクリルガラス、繊細なコーティングシートなど

はい、その通りです。真空クランプシステムは、繊細なワークや薄肉、あるいは変形しやすいワークに最適です。

真空によって保持力が表面全体に均一に作用するため、メカニカルクランプやバイスのように局所的に負荷がかかることがありません。そのため、特に薄肉アルミニウム部品、コーティングされた板金、あるいは表面が傷つきやすいワークにおいて、変形や傷の発生を防ぎます。 同時に、ワークの側面へのアクセスも可能なため、1回のセットアップで複雑な加工を行うことが可能です。

はい。真空クランプシステムは、5軸加工と6軸加工の両方に対応可能です。

ワークピースは底面から固定されるため、加工の妨げとなる機械的な固定用アングルが不要です。これにより、加工スペースが広く確保されるという大きな利点があります。その結果、加工途中の固定位置の修正作業を必要とせずに、1回のセットアップで5面にわたる複雑な加工を行うことが可能です。 同時に、薄いワークに対しても負担をかけず、反りを防いで安定した固定を実現します。

このプロセスにおける重要な要件: 

• 加工中は、真空状態が崩れないよう、固定治具を真空発生器に常時接続した状態に保つ必要があります。
• 特に回転・スイベル式のマシンテーブルを使用する場合、真空ホースの配線位置を確認し、作業領域内で干渉しないようにする必要があります。

シュマルツは、さまざまな生産環境に対して、具体的なソリューションを提供しています：

• 単品・小ロット生産: 単品・小ロット生産では、高い柔軟性が鍵となります。マトリックスプレート (MPL) や真空クランプブロック( CMB) などの標準化されたクランプ装置は、この目的に最適です。これらを使用することで、複雑な特注治具を必要とせずに、多種多様な形状をコスト効率よくクランプすることが可能です。
• 大量生産: 大規模な生産ロットにおいては、サイクルタイムと高い信頼性が重視されます。ここでは、ワークや加工プロセスに合わせて特別に設計された専用のクランプ治具が頻繁に使用されます。シュマルツは、顧客独自の設計に組み込むための機器の提供に加え、カスタムクランプ治具の設計サポートも行っています。

CNC用真空クランプには、万能なソリューションというものは存在しません。むしろ、部品の形状やフライス加工時の力に応じて、主に2つのアプローチがあります。

• 真空クランプブロック: プラスチックや板金・金属加工において定番のソリューションです。シンプルでコストパフォーマンスに優れた導入しやすいソリューションであり、わずか数秒でセットアップが可能です。特に、材質に優しく、歪みのないクランプが求められる、繰り返し加工されるワーク形状に最適です。
• モジュラー式クランプシステム (真空グリッドテーブル): 高い柔軟性を発揮するソリューションです。 シールガスケットを用いてクランプ面を個別に調整でき、アクセサリを追加して機能を拡張可能です。これにより、寸法が変動する、不規則な輪郭を持つ、あるいは非常に高い加工力が発生する複雑な板金・金属・プラスチック部品の加工に最適です。

はい。多くの場合、真空クランプシステムは、機械メーカーを問わず、既存のCNCマシンに容易に取り入れることができます。このような改造は、一般的に、新しい機械を購入するよりもはるかに費用対効果が高いです。

シュマルツのクランプシステムは、一般的なマシンテーブルのシステムに対応しています。滑らかなテーブルやT-スロット付きプレートの上では、真空固定モジュールやグリッドテーブルを、機械的に、あるいはゼロポイントクランプシステムを介して簡単に固定することができます。

金属やプラスチックの加工に適した真空発生器を選定する際には、最大限の保持力を実現するための高い真空圧と、高機能なエネルギーおよび流体管理を最優先で考慮する必要があります。 CNC加工は、ワークピースの材質（多孔質か緻密か）に大きく依存し、通常は気密性が求められるため、シュマルツでは一般的に、高性能な油回転真空ポンプを推奨しています。

選定にあたっては、以下の重要な特徴に注意してください。

• エネルギー効率: 板金・金属およびプラスチックの加工では気密性の高いワークが多いため、運転コストを削減するには、自動エネルギーセービング機能が組み込まれたシステムの採用を強く推奨します。
• プロセスの信頼性: 安全なグリップを維持するためには、適切な警告デバイスによる真空度の連続的な監視、および工作機械の制御システムへの直接インターフェースが不可欠です。
• 流体管理: 加工プロセスで冷却剤 (KSS) を使用する場合、流体を確実に分離・再循環させるための統合システムが絶対に不可欠です。

用途に応じて、CNC向けのクランプシステムでは電動真空ポンプまたは空圧式真空発生器のいずれかが使用されます。適切なシステムを選定する際の決定要因は、主にワークのサイズ、エアの漏れ率、加工プロセス、必要な保持力です。

• 通気性のないワーク (高真空レベル): アルミ、プラスチック、コーティング鋼板などの通気性のない材質の場合、最大の保持力を実現するために、高真空圧タイプの真空発生器がしばしば使用されます。
• 通気性の高いワーク (高吸込量/高流量): エアのリーク率が高いアプリケーションでは、その損失を連続的に補うために、高吸込量タイプまたは高い流量の真空発生器が求められます。

さらに、真空モニタリング、液分離、エネルギーセービング制御などの高機能機能は、自動化製造におけるプロセスの信頼性とエネルギー効率を確保する上で極めて重要な役割を果たします。