単結晶ダイヤモンド（MCD）と多結晶ダイヤモンド（PCD）：どちらの工具が必要か

結論から言うと

長い量産、重切削、断続切削、摩耗性の高い材料に耐える必要があり、よい光沢で十分な場合はPCDを使います。光る面取り、映り込む平面、光学面など、面を機械から降ろしたまま鏡面にしたい場合はMCD（または天然ダイヤモンド）を使います。多くの工場では同じ部品に両方を使います。PCDで荒加工と形状加工を行い、最後の仕上げを単結晶工具で行うのです。

PCDとは

PCD（多結晶ダイヤモンド）は、多数の小さな合成ダイヤモンド粒子でできています。粒子を高圧下で金属バインダー（通常はコバルト）とともに焼結し、超硬台金に接合します。その刃先チップを工具にろう付けし、研削や放電加工で形を整えます。

粒子があらゆる方向を向き、バインダーがそれをまとめているため、PCDは靭性が高い材料です。亀裂がチップをまっすぐ貫通できないため、衝撃や振動によく耐えます。高シリコンアルミ合金、炭素繊維などの複合材のような摩耗性の高い材料でも摩耗しにくく、自動車や航空機産業の大量加工で標準の工具になっています。

限界は刃先です。粒子がどれほど細かくても、刃先は多数の小さな粒子とその間のわずかなすき間でできています。鋭くはできても、完全に滑らかにはなりません。切削面は光沢があっても鏡面にはなりません。

MCDとは

MCD（単結晶ダイヤモンド）は、1つのダイヤモンド結晶です。高温高圧のプレスで育成し、プレート状に切り出して工具にろう付けします。天然ダイヤモンドも単結晶で同じように働き、CVD単結晶ダイヤモンドは比較的新しい人工育成の選択肢です。

単結晶には粒子もバインダーもないため、刃先をほぼ完全にまっすぐ鋭く研磨できます。その刃先がそのまま部品に転写されます。アルミ、真鍮、銅、金、光学樹脂では、安定した機械でMCD工具を使えば、一度の切削で研磨不要の鏡面が残ります。

その代わり、靭性では劣ります。単結晶には割れやすい方向である劈開面があり、強い衝撃や振動で刃先が欠けることがあります。そのためMCD工具は、滑らかで安定した機械での軽い仕上げ切削に使い、結晶は最も強い方向が切削抵抗を受けるように取り付けます。

MCDとPCDの比較

加工部品に合わせた選び方

• 必要な仕上げ面は？鏡のように映り込む面が必要なら単結晶工具を。きれいで光沢のある加工面で十分なら、通常はPCDのほうが経済的です。
• 工具への負荷は？スポーク、穴、溝が切削経路を横切る断続切削や深い切り込みはPCD向きです。安定した軽い仕上げ切削はMCD向きです。
• 材料は？どちらもアルミ、銅、真鍮、樹脂を削れます。高シリコン鋳造アルミや複合材のような摩耗性の非常に高い材料は単結晶の刃先を早く摩耗させるため、PCDのほうが適しています。どちらも鋼には使えません。
• 機械の安定性は？鏡面には剛性の高い機械と振れの少ないスピンドルが必要です。振動のある機械では、MCD工具は欠けてしまい、その長所を失います。
• 生産数は？非常に長い量産では、部品あたりのコストでPCDが有利なことが多いです。仕上げ面が製品の価値を決める場合は、研磨工程をなくせる単結晶工具が元を取ります。

両方を使う：PCDで先に、MCDで最後に

多くの部品では、両方を使うのが最善です。たとえばスマートフォンやノートパソコンの筐体は、超硬やPCD工具で形状を加工し、見える面取りだけを最後にMCDカッターで切削します。それぞれの工具が得意な仕事を担当し、高価な鏡面の刃先は見える部分にだけ使われます。

Bulunmaz にできること

Bulunmaz は、仕上げ切削のための単結晶ダイヤモンド工具を天然ダイヤモンドとMCDで製作しています。バイト、エンドミル、面取りカッター、チップ、フライカッターを、標準品または図面に合わせて作ります。PCD工具は製作していません。部品にどのダイヤモンドが必要かわからない場合は、材料、図面、ご希望の仕上げ面をお送りください。はっきりお答えします。天然ダイヤモンド、MCD、CVDについてはダイヤモンドの種類の解説をご覧ください。