製品情報

精密部品の耐久性を高めるショットピーニング処理。処理方式ごとの違いと選定のポイントを解説します。

1. はじめに：ショットピーニングとは何か
ショットピーニングとは、金属表面に微細な球状メディア（ショット）を高速で衝突させ、残留圧縮応力を発生させる表面処理技術です。この処理により、金属疲労や応力腐食割れに対する耐性が向上し、部品の寿命を延ばすことができます。特に、航空機、自動車、発電機器などの分野では、疲労強度の向上が求められる部品に対して広く活用されています。
ショットピーニングには主に2つの方式があり、それが「ノズル式」と「インペラー式」です。本記事では、それぞれの特徴、仕組み、適用事例、導入時のポイントを比較しながら解説します。

2. ノズル式ショットピーニングの特徴
ノズル式では、圧縮空気を利用してショット材をノズルから噴射し、対象物に高速で衝突させる方式です。
この方式の最大の特長は、「高精度な処理が可能」である点です。ノズルの位置を多軸ロボットで自在に制御できるため、部位ごとに異なる処理強度が求められるような複雑な形状の部品にも対応可能です。
さらに、処理条件の調整も柔軟で、空気圧やショット材の種類・流量・噴射角度など、詳細なパラメータ設定が行えます。これにより、最適な処理結果を得るための微調整がしやすくなっています。
主な適用例としては、航空機用のタービンブレード、スプリング、精密歯車などが挙げられます。精密性と処理の均一性が重要なケースに特に向いています。

3. インペラー式ショットピーニングの特徴
インペラー式は、電動モーターによって回転する羽根車（インペラー）でショット材を加速し、遠心力を利用してワークに当てる方式です。
この方式の利点は、何よりも処理スピードが速く、生産性が非常に高いことです。ショット材の供給が安定し、大量のワークを効率的に処理できるため、自動車や建機部品などの量産工程に適しています。
また、インペラー式は圧縮空気を使用しないため、ランニングコストを抑えることができます。構造も比較的シンプルで、定期的な部品交換などのメンテナンスもしやすいという特長があります。
ただし、ノズル式に比べると精度の調整が限定されるため、形状の複雑なワークや、部分的な処理強度の調整が必要な場合には不向きなこともあります。

4. 導入時の選定ポイント
ノズル式とインペラー式は、それぞれ異なる特性を持っています。導入時には、以下の点を総合的に検討することが重要です。
- ワーク形状の複雑さ：複雑な部品にはノズル式、単純な部品にはインペラー式が適しています。
- 要求される処理精度：精密性を重視する場合はノズル式が有利です。
- 生産数量と処理スピード：大量処理が必要であればインペラー式が効率的です。
- 導入・運用コスト：初期投資とランニングコストを踏まえたトータルコストで検討する必要があります。
- 設備スペースや自動化の要件：設置スペースや既存ラインとの統合性も考慮する必要があります。
それぞれの方式が持つ長所・短所を正しく理解し、自社の製造環境や目的に合った方式を選択することが成功の鍵となります。

#ショットピーニング #ノズル式 #インペラー式 #表面処理 #金属疲労対策 #圧縮応力 #精密部品加工 #航空機部品 #自動車部品 #量産工程