ラップ加工における湿式と乾式の面の違いとは？

回答（5）再

回答（8）黒猫さんお示しの文献(b)は私の見てる本の著者：津和氏のもので同じ論旨なのは当然ながら、

この図1の描き方が誤解を招きやすいと思います。
湿式ではラップ液のなかで砥粒がゴロゴロ転がる。。。。
転がると傷は付くが削れる？　硬脆材では割って加工が進むが金属は凸凹になるだけ？

文では

　　主として遊離砥粒の転がりによる切削が行われる

とあるが、砥粒がラップに埋め込まれ能率よく切削する作用も少なくないのでは
ゴロゴロ転がりが主ならラップに鋳鉄を使うより硬い焼入鋼のほうがよいはず。

ラップ加工法はバフ仕上げなど遊離砥粒法と研削など固定砥粒法との中間的なもので、湿式は研磨紙の水研ぎに近いと説明したほうがよいと思います。

にしてもラップは多くの変動要因が絡むので、空想の絵空事はまず当たりません。本では

　　・研削での常識、GC砥粒はWAより砕けやすい、がラップでは逆。
　　・ラップ圧力の変化と仕上げ量との関係は特殊な曲線を描くが、
　　　その理由は大越（精密加工の元祖）、佐藤、浅江、高橋、松永、津和と諸説あり

など面白い記述もあります。

図1の乾式の絵もマズイと思います。
ラップ剤のサイズを湿式より小さく描くが、同じでも、削り粉が周囲に残留して砥粒を目詰まりさせ実効サイズは小さくなり、ワーク面は細かくなる。とは読み取れない図。

そして乾式は表面の冷却がすくなく温度が上がって流動し光沢面を得るが、昂じるとラップ焼け不良。

この説明が適切と思います。

　　http://www.eonet.ne.jp/~geiji/yuuritoryuu_rappu.html
　　●なぜ鋳物製か？
　　鋳物製がなぜ当然か？ということを改めて問わなければならないのは、一般的な遊離砥粒
　　ラップ／湿式の方式の原理的な説明に基づけば、必ずしも鋳物製と結びつかないからである。

　　鋳物製定盤上に遍在するピンホールにラップ砥粒が刷り込まれるということは、実質的には
　　固定砥粒ラップであり、定盤面はラップ砥粒でコーティングされているような状態だから
　　定盤面がラップ砥粒によって直ちに研磨されてしまうということはなくて、ラップ砥粒の
　　ラップ力はワーク表面に向かうのである

↑
＜お礼＞　にすると、その後に追記しても質問者にメールが届かないので＜補足＞にせねば

・・これも届かないが・・・

小生は顕微鏡試料の磨きをやった以外は金型の磨きについて資料で勉強しただけ。ラップ加工については素人だが、興味深い質問なので少し調べてみた。

文献(a)は古い文献だが、すでに湿式ラップと乾式ラップの相違が論じられている。湿式の場合は主に切削加工であり(表層はせん断的繊維組織)、切削量は乾式よりもずっと大きい。また砥粒が転がり、仕上げ面精度は乾式よりも低く梨地になる。乾式の場合は表面が圧縮加工され組織(圧縮的繊維組織)になっており、平滑な光沢面が得られる。

もう少し後の文献(b)。湿式は砥粒の転がりによる切削であり、鋭い切れ刃による切削のため梨地になる。砥粒の滑りが混在する場合は引っ掻き疵も生成する。乾式ではラップに埋め込まれた砥粒の微細な切れ刃による切削のため、引っ掻き疵だけとなる。

この「湿式=遊離砥粒の転がりによる切削、梨地。乾式=固定された砥粒による切削、鏡面」は以降の文献でも述べられており、通説のようである。

文献(c)にあるように単結晶Siでも同様であり、湿式では梨地(図2)、乾式では鏡面(図3)になっている。但し微粒砥粒にすると湿式でも鏡面(図4)になっており、鏡面を得るには加工速度が小さいことが重要である可能性が指摘されている。

小生が一番興味を覚えるのは「梨地になる機構」。しかしそれを調べた文献や資料がまだ見つからないので、頭の中で考えるだけ。

湿式ラップでは砥粒が回転して切削するので梨地になると考えると理解しやすいと考えた。

切れ刃が無ければ転がると目つぶしになるだろうが、切り刃があれば切削できるのでは。また純粋な転がりではなく、ある程度の滑りも含まれているとのこともある。

さらにSi基板(高硬度脆性材料なので塑性変形はしない)でも湿式ラップで梨地になる。ということはやはり転がって切削しているのでは。

三輪測範の資料には「梨地」が出てこない。ワークが工具鋼だから?　鋳鉄ラップ表面は梨地になっているのだろうか。その言及もない。

　
回答（5）さんに賛成です。

半導体研磨で湿式が主流なのは理論どおりに削れるから。
これは金属でも同じはずで研磨平滑度は砥粒形状に依存するということです。
シリコン基板では湿式研磨で鏡面に持って行けますから
金属研磨で梨地になるというのは研磨剤の選択か研磨条件が間違っているのだと思います。

さて乾式ラッピングでは金属特有のメカニズムが大きく関係しているはずです。
もしかすると金属結晶のずれ変形のメカニズムで平坦化されているのかも知れませんね。

銅ブロックどうしは金箔挟んで圧着しながら擦り合わせると簡単に接着しますので
リンギングも面全体の平滑度にはそれほど敏感ではなく
面内の微小な山の頂上だけが平面になっていてその部分どおしが固着さえすれば良いのでは。
　

　
ガラスは乾式研磨できませんし、リンギングも非常に起こりにくいです
望遠鏡のレンズを磨いたことのある人なら多分経験あると思います。
　

　
＞頂点が平らになった程度ではリンギング出来ず、かなり磨き込んで出来る様になります。

了解しました。
鏡面ウェハどうしではリンギングしないので平面度だけの問題ではないとは思いますが。


＞ニコンで見たのは、半乾燥状態だったかな。

回答１のお礼の記述でしょうか？
う～んどういう場面かが良く判りませんが考えられるとすれば
ピッチに酸化セリウム付けて磨いていたのかな。酸化セリウム研磨はちょっと特異的なので。

ガラスが乾式で磨けるならナイフをオイルストーンで研ぐようにガラスナイフも研げるはずですが
どんなに番手を細かくしても研げないんですよね。
　

　　湿式ラップの方が除去量が少なく時間が掛かる反面、
　　精度に優れ、面粗度も良好になるとされています。

逆と教わりました。
湿式の方が除去量が多く能率よく削れるが鏡面は得にくい。
精度は一概にいえないが、湿式の方がラップ定盤に忠実な傾向あり。

理由は
削れた粉の排除がよいから砥粒のカドが出て削れやすく、面には筋が残り曇る。
温度が上がりにくく表面の流動が少ない。


　　湿式だとリンギングしない説明

前記の筋が残る故なのでは

以上、教わった内容だけ（記憶違いと経験での修正が入ってるかも）

教える立場なら尚更、都市伝説であふれるネットに依存し過ぎちゃだめです。
此処はその腐臭漂うマーキングやりっぱなしな無管理状態だし。。。

やはり書籍。書庫から出しホコリを払った本はコレ

　　精密工作法 下
　　http://iss.ndl.go.jp/books/R100000039-I000782106-00

ラップについて57ﾍﾞｰｼﾞもの詳説。

古本ではなんと￥260

　　https://www.kosho.or.jp/

半世紀前の本でも、大きな変革がなかった分野なので充分通用するはず。
田中さん津和さんに弟子が加わった第二版は目次ではややぼやけた印象。

　　http://www.kyoritsu-pub.co.jp/bookdetail/9784320079090

連休真っ只中なので中味の吟味は落ち着いてから・・・・

再出です。

>> 乾式の場合には研磨剤が回転し易い、
>> 湿式の場合には研磨剤が回転し難いではないでしょうか。
> アベコベです。
> 乾式だと、多くの砥粒が定盤の凹凸に捕らえられ、
> 固定砥粒の砥石状に近くなるとされています。
> 湿式は、液体が有るので浮遊・回転が継続されるとされています。
本当にそうですかね？経験あるエンジニアとは思えない固定観念の持ち主ですね。

小生は、貴殿が記載している内容は一般的な事項で、ラップ時には乾式でも湿式でも、
『定盤面上の凹に嵌り込んだ砥粒が固定砥粒としてラップ能力を発揮すると同時に、ワーク
の運動によって、ラップ面でワーク表面が定盤上に嵌り込んでいる砥粒を「吸い上げる」
「巻き上げる」という作用を生じて、砥粒の「交替」が図られる』となり、
湿式の場合、研磨時には「巻き上げる」という作用を生じ難い≒研磨剤が回転し難いと
なっているのではないでしょうか？
遊離砥粒ラップと固定砥粒ラップを確認してみれば、似た環境下なので解りやすいかも。

また、前出のURLの内容は、『挿雑物の有無や、多い少ない』を意味していて、
合わせる面が完全密着面であるか、スジの残った/入った面であるかで、割合がことなり、
そこに挿入物が加われば、残った完全密着面もリンギングしない事になるのは明白です。

こんなに説明が長くなるとは思いませんでした。

まあ、小生のイメージは、

?）乾式で湿式でも、多くの砥粒が定盤の凹凸に捕らえられ、固定砥粒の砥石状に近くなるで、
　　乾式の方が定盤に捕えている砥粒部分の崩壊が速く、砥粒が加工面に目立ちする時間も短い。
　　理由は、
　　?）湿式は湿式であるため乾式より定盤の温度上昇が緩やか
　　　　そして、砥粒も切削油を掛けているが如く、温度上昇が緩やかと目立ちする時間が長い
　　　　すると、砥粒からの発熱量もすくなくなる
　　?）乾式は、湿式の逆で定盤の温度上昇が急なので崩壊が速く、砥粒が加工面に目立ち
　　　　する時間も短いので、砥粒が丸くなり易く、実際の研磨時でも研磨剤が回転し易い

昔の文献や固定観念に捕らわれると、前述の様な発想が出てこなく、“砥粒の目立ち”発想から
の考察ができないのでは？

経験も大切ですが、発想や視点の変えての考察も大切です。






緩やか

少し、誤作動し、失礼。
オイルでのリンギングって、本当のリンギングでしょうか？

あまり経験はないのですが、本当のリンギングは引張やせん断荷重でも固着している。
オイルでのリンギングは、引張では固着するが、せん断荷重ではやや固着性が低くなる
又は著しく弱くなるではなかったでしょうか？

連休中でもあり、落ち着いて、ゆっくりと考えてください。

もう、他の回答者さんの記載でも判るように、
> 乾式の場合には研磨剤が回転し易い、
> 湿式の場合には研磨剤が回転し難いではないでしょうか。
アベコベではなく、その通り。
因って、
遊離砥粒ラップ ⇒ 乾式が如し、
固定砥粒ラップ ⇒ 湿式が如し、
となり、貴殿のイメージと逆が小生のイメージであり、他の回答者さんの記載内容です。