溶射加工のメリットと受けられる恩恵
溶射加工は現代製造業の革命的な技術です。この技術は、金属からセラミックまで、幅広い材料と基材に適応し、高度なカスタマイズを可能にします。低温での精密なコーティングにより、製品の品質を大幅に向上させる一方で、製造プロセスの効率化とコスト削減を実現。さらに、環境への影響を最小限に抑えながら、市場での競争力を高めることができます。
このページでは、溶射加工がもたらすメリットとそれにより受けられる恩恵を、具体的な例と共に解説しています。
溶射加工のメリット
多種多様な溶射材料が目的に合わせて選べる
溶射材料は種類がとても豊富です。さまざまな種類の素材をワークに溶射してコーディングできます。セラミック、サーメット、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、ニッケル、モリブデン、ブロンズ、銅、等々、ワークを使用する目的や用途、必要とする機能、環境に合わせて選り取り見取りです。溶射ガンに適合するものであれば何でも溶射できます。
溶射に対応できる基材も豊富
ワイヤー溶射の場合、溶射したい材料だけでなく、溶射される基材についても対応できる種類が豊富です。アルミニウム・銅などの金属材料から、セラミックス、プラスチック、サーメットなど基本的に材質を選びません。熱影響がないため、0.3～10ミリ程度ならどんな基材にもコーティングが可能です。アルミの上にステンレスを被覆、炭素鋼にブロンズ、鋳物にモリブデン等々、溶射材料と基材の組み合わせを自由に設定できます。
基材の大きさは無制限
溶射加工では、ワークの材質だけでなく、寸法制限もありません。処理槽に入れる必要がないため、処理槽に入らないような大型の製品にも対応できます。しかも、大型ワークの限られた部分のみにピンポイントで施工する部分的な溶射も可能です。ただし形状にもよりますので、注文する前に対応可能な範囲を確認する必要があります。
低温溶射で変質の少ないコーティング！
溶射加工による表面処理では、基材の温度を低温(300℃以下)に保ちながらコーティングできます。低温にて溶射することで、溶融や熱歪みなど性質や形状の変化を防ぎつつ、材料の良さをいかした精度の高い処理が可能です。金属、合金、セラミックス、超硬合金など様々な素材で低温による完成度の高いコーティングを実現します。
溶射加工により受けられる恩恵
製品の品質向上
溶射加工により、製品表面に強力なコーティングが施されます。これにより、製品は摩耗や腐食、熱に対してより強くなり、耐久性が大幅に向上します。
例えば、工業用のタービンブレードは高温や摩耗に強い表面が必要です。溶射加工により、これらのブレードに耐熱性と耐摩耗性を付与することができ、結果としてタービンの全体的な効率と寿命が向上します。
耐久性が向上することで製品自体の寿命も延び、頻繁な交換やメンテナンスの必要性が減少するほか、生産ラインの停止時間も減らし、全体的な生産効率の向上にもつながります
製造プロセスの最適化
溶射加工は、製造プロセスに簡単に組み込めるだけでなく、複数の機能を一つの工程で実現できるため、プロセスの簡素化が可能です。
航空業界を例に挙げると、航空機の製造においては多くの部品に異なる表面処理が必要です。溶射加工を用いることで、これらの多様な処理を一つの技術でカバーでき、製造プロセスが簡略化され、全体の製造時間とコストが削減されます。
環境への負担軽減
溶射加工では、環境に優しい材料を使用することができます。
また、耐久性の向上により製品の寿命が延びることで廃棄される製品の量が減り、環境への負荷が減少します。
従来の表面処理方法と比較して、溶射加工は有害な化学物質の使用を大幅に減らすことができます。例えば、特定の化学めっきプロセスに代わって溶射加工を使用することで、有害な排出物の削減に繋がり、環境に対する影響が軽減されます。
市場での競争力強化
消費者は耐久性や性能が向上した製品を好む傾向にあるため、高品質な溶射加工を施した製品は市場での競争力を高め、持続可能な製造プロセスと優れた製品品質はブランドの信頼性と評価を高めます。
例えば、極めて高い精度が求められる半導体製造装置の部品では、耐熱性や耐腐食性を高めることが不可欠です。溶射加工によって、これらの特性を向上させることができ、結果として装置の信頼性が高まります。高い信頼性は、半導体製造業界での競争力を大きく左右するため、溶射加工は半導体製造装置メーカーにとって重要な技術差別化要因となります。
鋼鉄業界では、溶射加工を利用して製鉄装置の部品（例えば、ロールやダイス）の耐摩耗性や耐熱性を高めることができます。これにより、装置の寿命が延び、生産効率が向上します。また、より厳しい環境でも性能を維持できるため、製品の品質と信頼性が向上します。このように、溶射加工によって強化された製鉄装置は、鋼鉄製品の一貫性と品質を保証し、市場での競争力を強化します。
溶射加工のデメリット
厚膜成形が難しい
溶射加工は、薄膜と厚膜の両方のコーティングに対応する技術ではありますが、基本的に厚膜成形は難しいといわれます。溶射材料によって違いますが、比較的金属系は厚膜作製が容易ですが、セラミックやサーメット等の厚膜に関しては苦手とする加工業者があります。
溶射効率が低くなるケースも
部分処理も可能な溶射加工ではありますが、小さい物体や小さい曲率のある素材に対する施工では、溶射効率(付着効率)が下がります。
量産には向いていない
溶接加工は施工コストが比較的高いことも特徴の一つです。試作、単品、量産まで注文可能ですが、基本的には単品での注文が多く、コストが高い分、大量生産には向いていません。
まとめ
溶射加工の核心は、多種多様な材料の利用可能性と、それによる製品の品質向上にあります。セラミックや金属など、異なる素材を自由に組み合わせることができ、それぞれの製品に最適化されたコーティングを施すことが可能です。
また、低温での施工は、基材の品質を損なうことなく、高い精度を実現します。この技術は、製造プロセスを効率化し、長期的なコスト削減に寄与します。環境負荷の軽減も重要な側面であり、溶射加工は従来の表面処理方法と比較して、有害な化学物質の使用を減らします。
そして最も重要なのは、これらの特性が市場での競争力を高めることです。半導体や鋼鉄業界など、高い品質と信頼性が求められる分野において、溶射加工は顕著な差別化要因となることでしょう。
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※1参照元：デジタルリサーチ「2013年版溶射市場の現状と展望」（2021年12月調査時点）
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