運営管理 ~R1-4 加工技術(3)特殊加工~

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今回は、「運営管理 ~R1-4 加工技術(3)特殊加工~」について説明します。

運営管理 ~令和元年度一次試験問題一覧~

令和元年度の試験問題に関する解説は、以下のページを参照してください。

特殊加工

様々な特殊加工について、順不同で説明します。

超音波加工

「超音波加工」とは、軽く接触させた工具と工作物の間に、研削や研磨に使用する高硬度の粒状あるいは粉末状の物質である砥粒(とりゅう)と水などを混合した加工液を流入させた状態で、工具に超音波振動を与えて工作物の表面を微量ずつ除去する加工法のことをいいます。

放電加工

「放電加工」とは、絶縁性の加工液の中に工作物と工具に相当する電極を入れた状態で、両者に電圧を加えた時に発生する電気エネルギーによって、工作物の表面を微量ずつ溶かして電極の形に彫り込む加工法のことをいいます。

「放電加工」には、形状電極の型を転写することでマイクロレベルの精密三次元加工を行う型彫り放電加工機や、電極にワイヤー線を使用するワイヤーカット放電加工機などがあります。

電解加工

「電解加工」とは、工作物と工具に相当する電極の間に電解液を流入させた状態で、両者に電圧を加えた時に発生する電解作用によって、工作物の表面を微量ずつ溶かして電極の形に彫り込む加工法のことをいいます。

プラズマ加工

「プラズマ加工」とは、気体を極めて高温にして気体原子を陽イオンと自由電子に解離してイオン化させたプラズマを、微小穴から高速で噴出して工作物を溶融させ、切断、穴あけ、溶接などを行う加工法のことをいいます。

「プラズマ加工」には、プラズマアークの熱を利用したプラズマアーク溶接・プラズマ切断、プラズマを照射して表面処理を行うプラズマエッチング、プラスチック粉末を溶かしながら吹付け塗装を行うプラズマ溶射などがあります。

電子ビーム加工

「電子ビーム加工」とは、真空中電子銃の陰極から放出された熱電子を電界レンズで集束した電子ビームを工作物に照射することで発生する熱エネルギーを利用して工作物を溶融させ、穴あけ、溶接、金属材料の表面硬化などを行う加工法のことをいいます。

「電子ビーム加工」は、その位置、大きさ、強さを正確に制御することができるため、微細な加工が可能であり、エネルギー密度が非常に高いために加工材料の制約がほとんどないといった特長があります。

レーザー加工

「レーザー加工」とは、波長や位相が揃った光を、レンズとミラーで微小スポットに集束させることで得られる高いエネルギー密度を利用して、工作物の切断、穴あけ、溶接などを行う加工法のことをいいます。

「レーザー加工」は、エネルギー密度が高く非接触加工を行うことができるなど「電子ビーム加工」と類似していますが、真空でなく空気中でも加工することが可能であること、およびX線に対する防護が不要であるといった特長があります。

ウォータジェット加工

「ウォータジェット加工」とは、液体を加圧して微小穴から噴射し、工作物に衝突させることによって工作物を微小破砕させて、主に工作物の切断を行う加工法のことをいいます。

「ウォータジェット加工」には、樹脂やゴムやスポンジ形状などの柔らかい素材を加工するために、水だけで切断する「ピュアウォータージェット加工(ウォータージェット加工)」と、金属など硬質材にを加工するために、水にガーネット(ざくろ石からなる研磨剤)を混入させて切断する「アブレイシブウォータージェット」があります。

試験問題

それでは、実際の試験問題を解いてみます。

【令和元年度 第4問】

加工技術に関する記述として、最も適切なものはどれか。

ア 超音波加工は、液体を加圧して微小穴から噴射し、工作物に衝突させることによって工作物を微小破砕させて、主として切断を行う加工法である。
イ 電子ビーム加工は、波長や位相がよくそろった光を、レンズとミラーで微小スポットに集束させ、このときに得られる高いエネルギー密度を利用して工作物の切断、溶接などを行う加工法である。
ウ プラズマ加工は、気体を極めて高温にさせ、気体原子を陽イオンと自由電子に解離しイオン化させ、この状態を利用して切断、穴あけ、溶接などを行う加工法である。
エ レーザ加工は、電子を高電圧によって加速し工作物に衝突させ、発生する熱エネルギーを利用して工作物を溶融させて除去する加工法である。

中小企業診断協会Webサイト(https://www.j-smeca.jp/contents/010_c_/shikenmondai.html

考え方と解答

「加工技術」の「特殊加工」に関する知識を問う問題です。

(ア) 不適切です。

「超音波加工」とは、「軽く接触させた工具と工作物の間に、研削や研磨に使用する高硬度の粒状あるいは粉末状の物質である砥粒(とりゅう)と水などを混合した加工液を流入させた状態で、工具に超音波振動を与えて工作物の表面を微量ずつ除去する加工法」のことをいいます。

選択肢に記述されている「液体を加圧して微小穴から噴射し、工作物に衝突させることによって工作物を微小破砕させて、主として切断を行う加工法」とは、「超音波加工」ではなく「ウォータジェット加工」のことを説明しているため、選択肢の内容は不適切です

(イ) 不適切です。

「電子ビーム加工」とは、「真空中電子銃の陰極から放出された熱電子を電界レンズで集束した電子ビームを工作物に照射することで発生する熱エネルギーを利用して工作物を溶融させ、穴あけ、溶接、金属材料の表面硬化などを行う加工法」のことをいいます。

選択肢に記述されている「波長や位相がよくそろった光を、レンズとミラーで微小スポットに集束させ、このときに得られる高いエネルギー密度を利用して工作物の切断、溶接などを行う加工法」とは、「電子ビーム加工」ではなく「レーザー加工」のことを説明しているため、選択肢の内容は不適切です

(ウ) 適切です。

「プラズマ加工」とは、「気体を極めて高温にさせ、気体原子を陽イオンと自由電子に解離しイオン化させ、この状態を利用して切断、穴あけ、溶接などを行う加工法」のことをいうため、選択肢の内容は適切です

(エ) 不適切です。

「レーザー加工」とは、「波長や位相が揃った光を、レンズとミラーで微小スポットに集束させることで得られる高いエネルギー密度を利用して、工作物の切断、穴あけ、溶接などを行う加工法」のことをいいます。

選択肢に記述されている「電子を高電圧によって加速し工作物に衝突させ、発生する熱エネルギーを利用して工作物を溶融させて除去する加工法」とは、「レーザー加工」ではなく「電子ビーム加工」のことを説明しているため、選択肢の内容は不適切です

答えは(ウ)です。


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