SUS304ステンレス材から完全削り出しで製作された外径Φ700mm・厚さ100mmの精密円盤部品です。半導体製造装置の重要部品として使用されるこの製品は、高平面度・高真円度・高剛性が求められるため、切削から研削仕上げまで徹底した精度管理のもとで加工されています。

仕上げ工程には、太陽工機製CNC立型複合研削盤「CVG-13」が使用され、内径・外径・端面研削を一台で完結。これにより、工程集約と高精度の両立が可能となり、半導体分野で求められるミクロンレベルの精度を安定して確保しています。

■ SUS304削り出し加工の特性と課題

本製品の素材であるSUS304は、耐食性・耐熱性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼で、半導体製造装置の部品としても多く採用されています。クリーンルーム環境での使用に適し、酸化や錆の発生が極めて少ないため、長期にわたって安定した性能を維持できます。

しかしSUS304は、加工硬化しやすく熱伝導率が低い難削材として知られています。切削中に発生する熱が逃げにくいため、工具摩耗が早く、寸法誤差や表面荒れが起きやすいという課題があります。そのため、切削条件や工具パス設計、冷却制御などを精密に管理しなければなりません。

本製品では、最新の3DCAD/CAMによるツールパス設計と、高剛性マシニングセンタによる荒加工・仕上げ加工を組み合わせ、さらに最終工程として太陽工機CNC立型複合研削盤CVG-13による研削仕上げを採用しています。これにより、Φ700mmという大型径でも、平行度0.01mm以下・面粗度Ra0.2μm以下という高精度を達成しています。

■ 太陽工機CVG-13による高精度立型複合研削技術

仕上げ加工に使用されている太陽工機のCNC立型複合研削盤「CVG-13」は、国内外で高精度研削技術として高い評価を受けている設備です。
CVG-13は、最大加工径φ1300mm・加工長さ725mm・最大ワーク重量3000kgに対応しており、大型SUS304製品にも対応可能です。

この機械の最大の特長は、内径研削・外径研削・端面研削を1チャッキングで実現できる工程集約構造です。一般的な横型研削盤ではワークを複数回セットし直す必要がありますが、CVG-13では立型構造により重力方向で安定支持でき、芯ズレや歪みを最小限に抑制。これにより、真円度・同軸度の高精度な一貫研削が可能になります。

また、CVG-13ではマグネットチャックによる非接触固定方式を採用することで、クランプによる歪みをほぼゼロに抑制。SUS304のように熱や応力に敏感な素材でも、変形のない安定した加工品質を実現できます。

■ 削り出しによる一体構造のメリット

本製品は、鋳造や溶接による構造ではなく、SUS304の丸材から完全削り出しで製作されています。削り出し加工の最大のメリットは、応力の少ない一体構造を形成できる点です。溶接部や接合部が存在しないため、内部欠陥や微小な段差がなく、長期間の使用でも変形が極めて少ないという特長があります。

特に半導体製造装置のような精密組立を行う分野では、わずかな寸法誤差や平面度不良が装置全体の性能に影響します。そのため、削り出しによる一体加工は、部品剛性・耐久性・密閉性を向上させる上で非常に有効です。

■ 外径Φ700mm×厚さ100mmという大型精密部品の加工技術

この部品は外径Φ700mm、厚さ100mmという寸法を持ちます。
大型でありながら薄肉構造に近い比率のため、加工中の反り・歪み制御が最大の課題となります。切削応力のバランスを考慮しながら、段階的に切削・応力除去・研削を行うプロセスが必要です。

荒加工では高トルクマシニングセンタを使用して切削熱を均一化し、仕上げではCVG-13による精密研削によって平行度・真円度を最終保証。これにより、半導体製造装置で求められる高真空環境下での密着性や回転精度を満たすレベルの品質を確保しています。

■ 半導体製造装置におけるSUS304部品の役割

半導体製造装置では、極めて高い清浄度・耐腐食性・寸法安定性が要求されます。SUS304は非磁性であり、クリーンルーム対応の金属として最適な素材です。この部品も、真空チャンバーやウェハ搬送部、静電チャック構造体などに使用される重要な要素部品です。

SUS304の削り出しによって、溶接痕や異物付着のリスクを完全に排除。さらに、CVG-13による鏡面研削仕上げが、粒子発生を防止し、クリーンルームでの長期安定稼働を実現します。半導体分野では、わずかなパーティクルでも製品不良に直結するため、このような高精度仕上げ技術は欠かせません。

■ 太陽工機CVG-13の技術的優位性

CVG-13は単なる研削盤ではなく、「複合加工機」としての機能を持つ点が大きな特徴です。
1台で内径・外径・端面研削を同時制御できるため、段取り時間の短縮、誤差の低減、作業効率の大幅向上を実現します。
また、太陽工機独自の熱変位補正システムにより、温度変化による微小な寸法誤差を自動補正し、長時間連続運転でも安定した精度を維持します。

このような精密制御技術により、Φ700mmという大型ワークでもミクロン単位の加工精度を保証し、半導体業界の厳しい品質基準に応えています。

■ 鏡面研削仕上げによる高品質外観と性能

写真からもわかるように、研削後の表面は均一な金属光沢を持つ鏡面仕上げとなっています。これは、CVG-13の安定したスピンドル精度と制御精度の賜物です。
表面粗さRa0.2μm以下の仕上げ面は、摩擦抵抗の低減、真空シール性の向上、パーティクル発生の抑制など、多くの効果をもたらします。

また、鏡面仕上げは外観品質にも優れ、最終製品の信頼性向上に直結します。半導体製造装置では、製品の見た目の美しさすら品質の一部として評価されるため、こうした加工品質は極めて重要です。

■ まとめ

本製品は、外径Φ700mm・厚さ100mmのSUS304削り出し円盤部品を、太陽工機製CNC立型複合研削盤CVG-13で高精度に仕上げた加工事例です。
削り出しによる一体構造とCVG-13の工程集約研削技術が融合することで、半導体製造装置向けに求められる超高精度・高清浄度・高耐久性を実現しています。

耐食性・精度・美観のすべてを兼ね備えたこの部品は、日本の精密加工技術と太陽工機の立型複合研削技術の高さを象徴する製品です。

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