切削加工の現場では、工作機械が稼働している間、クーラント液の中に微細な切削スラッジが発生し続けます。
スラッジ量が少ない場合は、定期清掃やクーラント管理で対応できるケースもありますが、微細スラッジが残る、工具寿命が短くなる、加工品質が安定しないといった課題がある場合は、クーラントろ過装置やスラッジ除去装置の導入を検討する価値があります。
本記事では、切削スラッジが及ぼす影響と、現場条件に合う除去方法・ろ過装置の選び方を解説します。
また、以下の記事ではクーラント濾過装置導入でおすすめのメーカーを紹介していますので、気になる方はぜひ参考にしてみて下さい。
切削スラッジとは
切削スラッジとは、切削加工する工作機械から発生する微細な切粉のことです。機械が稼働している間はスラッジが発生し続けるため、切削スラッジを回収しなければクーラント内にどんどん増えてしまいます。
クーラント内に切削スラッジが溜まったまま機械を稼働し続けると、工作機械の故障などさまざまな悪影響を及ぼすでしょう。
さまざまな悪影響が出る前にクーラントろ過装置を導入して切削スラッジを回収する必要があります。ただし、スラッジの大きさや量によって適切なクーラントろ過装置が変わってくるため、慎重に選定が必要です。
まずは自社工場で問題となっているスラッジの大きさや量を把握した上で、どのようなクーラントろ過装置を導入するべきか検討すると良いでしょう。
スラッジが及ぼす3つの悪影響
ここでは、スラッジが及ぼす悪影響を3つ解説します。
スラッジが及ぼす悪影響をしっかりと理解せずにそのままにしておくと機械のトラブルが多くなり、生産効率の低下などにもつながる可能性があります。
しっかりと理解した上で対策すると良いでしょう。ぜひ、参考にしてみてください。
切削工具の寿命が短くなる
1つ目の悪影響として挙げられるのは、切削工具の寿命が短くなることです。切削スラッジがクーラント内に混ざっていると切削スラッジが加工時に工具を削ってしまいます。
さらに、切削スラッジがろ過フィルターを目詰まりさせると本来の冷却・潤滑効果がダウンしてしまい摩擦しやすくなることも工具の寿命が短くなる原因のひとつと言えるでしょう。
そのため、クーラントろ過装置を導入することで切削スラッジを回収し切削工具の寿命を長くできます。
クーラント液が腐敗する
2つ目の悪影響として挙げられるのは、クーラント液が腐敗することです。クーラント液は、クーラント内の切削スラッジが原因となり、微生物や嫌気性細菌が発生することで腐敗します。
切削スラッジがクーラントタンクの液面を覆うと、クーラント液中への酸素供給がストップしてしまいます。腐敗の原因となる微生物や嫌気性細菌は、酸素がないところを好み発生するためクーラント液中へ酸素を供給し続けなければなりません。
クーラント液中への酸素供給をストップさせないためにも、切削スラッジをこまめに取り除くことは非常に大切です。切削スラッジの回収を徹底することで微生物や嫌気性細菌の発生を抑え、綺麗なクーラント液を維持できます。
加工物の品質が低下する
3つ目の悪影響として挙げられるのは、加工物の品質が低下することです。クーラント液に切削スラッジなど異物が混ざっていると加工面の悪化やスクラッチ傷の原因になってしまいます。
マシニングセンタでは、スラッジが内部の給油配管を詰まらせることで切削油が少ない状態で切削します。すると加工面の粗さが悪化し品質低下を引き起こすため、切削スラッジの除去は必要と言えるでしょう。
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スラッジ除去装置・分離装置・クーラントろ過装置の違い
スラッジ除去装置、スラッジ分離装置、クーラントろ過装置は、現場によって呼び方が重複することが多く、同一設備でも異なる名称で扱われるケースがあります。そのため、装置名称だけで判断するのではなく、「何を目的とした機能か」で整理することが重要です。
こちらでは、それぞれの役割の違いに加え、実際の装置選定で重要となる粒径・処理工程・性能指標の観点から整理します。
| 装置名称 | 主な役割 | 対応内容 | 主な方式 | 向いている現場 | 注意点 |
|---|---|---|---|---|---|
| スラッジ除去装置 | スラッジを回収・除去する | 切粉・微細スラッジの除去 | フィルター方式、マグネット方式、遠心分離方式など | 幅広い切削加工現場 | 装置名称の範囲が広く、設備内容を確認する必要がある |
| スラッジ分離装置 | 液体と固形物を分離する | クーラント液とスラッジの分離 | 遠心分離、重力分離、磁力分離 | スラッジ発生量が多い現場 | 加工材質によって適した方式が変わる |
| クーラントろ過装置 | クーラント液を清浄化し再利用する | 微細スラッジ除去、液寿命延長 | カートリッジフィルター、ドラムフィルター、サイクロン方式など | 高精度加工・連続加工ライン | ろ過精度やメンテナンス性を確認する必要がある |
装置の役割と違い
スラッジ除去装置は、切粉や異物を回収する設備全般を指す広義の名称です。フィルター、マグネット、遠心分離など多様な方式を含みます。
スラッジ分離装置は、液体と固形物を分けることに特化した設備です。クーラント液とスラッジの分離を目的とし、遠心分離や重力分離が中心となります。
クーラントろ過装置は、加工液の清浄度を維持し、再利用性を高めるための設備です。微細粒子の除去性能が重視され、液寿命延長にも寄与します。
なお、実際の現場ではこれらの機能は重複しており、複合設備として導入されるケースが一般的です。
粒径と処理方式の関係
除去対象となるスラッジの粒径によって、適した処理方式は異なります。
- 粗粒（数mm〜数百µm）：コンベアやドラムフィルターによる粗取りが有効
- 中粒子（数十µm）：遠心分離やサイクロン方式で効率的に分離可能
- 微粒子（数µm以下）：カートリッジフィルターなどの精密ろ過が必要
高精度加工では、この微粒子領域の除去性能が品質に直結します。
処理工程としての考え方
スラッジ処理は単体設備ではなく、段階的に構成するのが一般的です。
粗取り工程で大きな切粉を除去し、その後に遠心分離やサイクロンで中粒子を処理、最終的にフィルターで微粒子を除去します。
この多段処理により、各装置の負荷を分散しながら安定した液品質を維持できます。特に連続加工ラインでは重要な設計ポイントです。
装置選定で見るべき指標
設備選定では、以下のような指標を基に判断することが重要です。
除去粒径（µm）、除去率（%）、処理流量（L/min）、ランニングコスト、メンテナンス性などを総合的に評価する必要があります。
特にクーラントろ過装置では、液交換頻度の低減など、運用コストへの影響も重要な判断材料となります。
スラッジを取り除くだけでなく、クーラントの再利用性も確認する
加工現場では、単純に異物を回収できれば十分というわけではありません。重要なのは、加工液の性能を維持したまま安定して継続使用できるかという点です。
スラッジ分離装置は液体と固形物を分け、クーラントろ過装置は液そのものの清浄度を高める役割を持ちます。特にろ過装置は、微細粒子を除去することで液寿命の延長や再利用性向上に寄与します。
微粒子（数µm以下）が液中に残留すると、冷却性能や潤滑性能の低下を招き、加工熱上昇や表面粗さの悪化、工具摩耗の進行につながります。また、汚染が進行すると細菌増殖や腐敗が発生し、臭気や液交換頻度の増加を引き起こします。
そのため、設備選定では単なる回収能力ではなく、「どの粒径まで除去できるか（例：10µm以下対応）」といったろ過精度の確認が重要です。あわせて、フィルター交換頻度や廃液量削減効果など、運用コストまで含めた評価が求められます。
切削加工ではスラッジの粒径・材質・量に合わせた選定が必要
加工現場で発生するスラッジは、粒径・材質・発生量によって性質が大きく異なります。そのため、これら3要素を基準に設備を選定する必要があります。
粒径の観点では、数µmレベルの微粒子は通常の清掃や粗取り設備では除去が難しく、高精度フィルターの導入が不可欠です。こうした微粒子は加工面品質や工具寿命へ直接影響します。
材質の観点では、鉄系材料であれば磁力分離が有効ですが、アルミやステンレスなどの非鉄金属では適用できません。そのため、遠心分離やろ過方式の重要性が高まります。
発生量の観点では、大量のスラッジが発生するラインでは連続処理設備が前提となります。処理能力が不足すると、短時間でタンク内に異物が蓄積し、ポンプ詰まりや流量低下の原因となります。
さらに、加工機台数やタンク容量に応じて、個別処理と集中処理の選択も重要です。大規模ラインでは集中管理システム、小規模ラインでは個別設備の方が効率的な場合があります。
また、設置スペースや配管レイアウト、メンテナンス動線も見落とせない要素です。処理能力だけで選定すると、導入後の運用負荷が増大する可能性があります。
加工条件と生産体制に応じて、除去性能と運用効率の両立を図ることが、適切な設備選定につながります。
切削スラッジ除去の効果的な方法
上記で紹介したスラッジによる問題を防ぐには、効果的な除去方法を導入することが大切です。以下では、切削スラッジの除去に効果的な方法を紹介します。
適切なろ過装置の導入
スラッジを効果的に除去するには、適切なろ過装置を導入する必要があります。加工方法やスラッジの特性、サイズに合わせて最適なろ過装置を選びましょう。
- 磁性体のスラッジの除去：マグネットセパレーター
- 微細なスラッジの除去：高性能なカートリッジフィルター
- クーラント液の回収や再利用、搬送時の液だれ防止：遠心分離機
- 連続的なろ過が必要：逆洗浄機能付きのろ過装置
適切なろ過装置を導入すると、スラッジの効率的な除去だけでなく、メンテナンスの軽減にもつながります。
定期メンテナンス
定期メンテナンスはスラッジ除去の基本です。クーラントタンクの定期清掃、液面のスキミング、沈殿物の除去など、計画的に行いましょう。
特に、工作機械を稼働する前後には、徹底的な清掃が必要です。清掃以外にも、クーラント液の濃度管理やpH値のチェックも欠かせません。
これらの作業を通じ、スラッジの蓄積を最小限に抑え、クーラント液の性能を維持できます。さらに、定期的にメンテナンスすることで、突発的な機械の故障や加工不良も防げます。
日常メンテナンスと作業環境の見直し
スラッジ対策では、ろ過装置の導入だけでなく、日常的なメンテナンスと作業環境の管理が、加工品質や設備トラブルを左右する重要な要素となります。これらを適切に行うことで、クーラント液の劣化を抑え、安定した加工状態を維持しやすくなります。
まず、タンク内部の管理が重要です。クーラントタンク内にスラッジが堆積すると循環性能が低下し、沈殿物が再び液中へ混入することで、加工面に細かな傷が発生する原因となります。定期的なタンク清掃により、堆積しにくい状態を維持する必要があります。
次に、配管や循環系の管理です。配管内部に汚れが付着すると流量低下やポンプ負荷増加を招き、冷却・潤滑性能の低下につながります。定期的な配管洗浄や流量確認を行い、安定した循環状態を保つことが重要です。
また、加工エリア全体の清浄化も欠かせません。加工機周辺に飛散した切粉や汚れが再混入すると、液汚染の原因となります。日常清掃によって発生源を抑えることで、スラッジの再流入を防止できます。
さらに、クーラント濃度管理も重要なポイントです。一般的には数％程度の濃度範囲で管理されることが多く、屈折計などを用いた定期測定が必要です。濃度が低下すると潤滑性能や防腐性能が不足し、工具摩耗や腐敗・臭気の原因となります。
ただし、以下のような状態が見られる場合は、日常メンテナンスだけでは対応が難しい可能性があります。
- 清掃後すぐにクーラントが濁る場合
- フィルター交換頻度が極端に高い場合
- 短期間で臭気や腐敗が再発する場合
このような場合は、微細スラッジが継続的に発生している可能性が高く、装置仕様の見直しが必要です。特に高精度加工や大量加工では、数µmレベルの粒子が加工品質へ影響するケースがあります。
設備選定では、スラッジの粒径・材質・発生量に応じた方式を選ぶことが重要です。鉄系加工ではマグネット方式が有効な場合がありますが、アルミや非鉄金属では遠心分離や高精度フィルター方式が適しています。
また、発生量が多い現場では連続ろ過設備や集中ろ過システムの導入により、清掃負担の軽減と安定稼働の両立が可能になります。加工機台数やタンク容量に応じた処理能力の確保も不可欠です。
日常メンテナンスと設備対策を分けて考えるのではなく、粒径・発生量・加工条件に応じて組み合わせながら最適化することが、安定した加工環境の構築につながります。
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切削スラッジを除去するにはクーラントろ過装置が最適
切削スラッジを除去するには、クーラントろ過装置が最適です。切削加工では、金属や樹脂などの被削材が微細なスラッジとなり、クーラント液に混入します。
クーラントろ過装置は、クーラント液に含まれる微細なスラッジを分離し、回収できるため、クーラント液を清浄な状態に保つのに有効です。
ろ過方法には、カートリッジフィルターや遠心分離機、マグネットセパレーターなどがあり、スラッジの特性に応じて選ぶ必要があります。以下では、クーラントろ過装置の種類について詳しく解説していきます。
切削スラッジ除去に使われるクーラントろ過装置の種類
切削加工で発生するスラッジは、粒径や材質、発生量が加工内容によって異なります。そのため、クーラントろ過装置を選定する際は、加工条件に合う方式を選ぶことが重要です。
クーラントろ過装置には、微細スラッジ除去に強い方式や、大量処理へ向く方式などさまざまな種類があります。また、鉄系加工とアルミ加工では適した設備が変わることもあります。
さらに、加工機台数やクーラントタンク容量によって必要な処理能力は変化します。高精度加工では数ミクロンレベルの微細粒子除去が求められる場合もあり、単純なスラッジ回収だけでは対応できないケースもあります。
設備導入時は、除去性能だけでなく、ランニングコストやメンテナンス性も確認しながら選定することが重要です。
| 装置種類 | 主な仕組み | 向いているスラッジ | 特徴 | 注意点 |
|---|---|---|---|---|
| カートリッジフィルター | フィルター材でろ過する | 微細スラッジ | 高精度なろ過に対応しやすい | フィルター交換が必要 |
| 遠心分離機 | 遠心力で液体と固形物を分離する | 微細粒子・非鉄金属スラッジ | フィルター不要な場合がある | 設置スペースが必要 |
| マグネットセパレーター | 磁力で鉄粉を回収する | 鉄系スラッジ | ランニングコストを抑えやすい | 非鉄金属には不向き |
| サイクロンフィルター | 旋回流による遠心力で分離する | 切粉量が多いスラッジ | 連続運転へ対応しやすい | 超微細粒子は除去しづらい |
| ドラムフィルター | 回転ドラムで連続ろ過する | 大量スラッジ | 集中ろ過システムへ対応しやすい | 設備規模が大きくなりやすい |
カートリッジフィルター
カートリッジフィルターは、ろ材を通して加工液内部の微細粒子を捕集する方式です。一般的に1〜10μm程度の粒子除去に対応しやすく、高精度加工ラインで使用されることがあります。
微粒子が液中に残留すると、加工面の傷や寸法精度への影響につながるため、精密ろ過が求められる現場で有効です。また、比較的シンプルな構造で、単体加工機にも導入しやすい特徴があります。
一方で、ろ材の定期交換が必要であり、特に切粉量が多い現場では交換頻度が増加しやすくなります。前処理なしで使用すると目詰まりが進行しやすく、高流量ラインでは不向きな場合もあります。
そのため、マグネットセパレーターやサイクロンなどと組み合わせ、前処理を行うことで運用効率を高めることが重要です。
遠心分離機
遠心分離機は、高速回転による遠心力を利用し、液体と固形物を分離する設備です。数十µm前後の粒子にも対応しやすく、微粒子が多い加工ラインで使用されることがあります。
機械的に回転体を用いて分離するため、安定した分離性能を確保しやすく、フィルター材を使用しない構造では消耗品コストを抑えられる点も特徴です。
また、アルミやステンレスなどの非磁性材料にも対応できるため、多品種加工ラインでも適用しやすい設備です。
一方で、本体が大型化しやすく、設置スペースの確保が必要です。加えて、高速回転機構のため、定期点検やバランス管理などの保守が重要になります。
処理能力が不足すると分離効率が低下するため、スラッジ発生量に応じた能力設計が不可欠です。
なお、サイクロン方式は流体の旋回による遠心力を利用するのに対し、遠心分離機は機械的な回転によって分離を行う点が異なります。
マグネットセパレーター
マグネットセパレーターは、磁力を利用して鉄粉を回収する設備で、主に数十µm以上の磁性粒子に有効です。鉄系加工ラインで広く使用されています。
ろ材交換が不要なタイプも多く、ランニングコストを抑えながら連続運転しやすい点が特徴です。大量加工ラインでも安定して運用しやすい設備です。
また、前処理設備として導入することで、大きな鉄粉を事前に除去し、後段フィルターの負荷軽減につながります。
一方で、アルミやステンレスなどの非磁性材には対応できません。また、数µmレベルの微粒子や非磁性粒子は除去が難しいため、高精度加工では他方式との併用が前提となります。
サイクロンフィルター
サイクロンフィルターは、流体の旋回によって発生する遠心力を利用し、液体と固形物を分離する設備です。主に数十µm程度の粒子除去に適しています。
ろ材を使用しない構造が多く、消耗品コストを抑えながら連続処理が可能です。切粉発生量が多い現場や自動化ラインに適しています。
また、構造が比較的シンプルで、長時間運転でも安定しやすい特徴があります。
一方で、数µmレベルの微粒子除去には限界があるため、高精度加工ではカートリッジフィルターなどとの併用が必要です。
さらに、処理性能は流量や圧力条件の影響を受けやすいため、運転条件の最適化が重要です。
ドラムフィルター
ドラムフィルターは、回転ドラムにろ材を設置し、連続的にろ過処理を行う方式です。主に数百µm程度以上の粗粒除去に適しており、大量処理ラインで使用されます。
複数の加工機からのクーラントを一括処理できるため、集中管理システムとして導入されるケースが多くあります。自動排出機構により、回収作業の負担軽減にもつながります。
また、24時間稼働ラインにも対応しやすく、大量切粉が発生する現場で有効です。
一方で、設備規模が大きくなりやすく、設置スペースの確保が必要です。ろ材交換や洗浄といったメンテナンスも発生します。
処理能力が不足すると異物が蓄積しやすくなるため、加工機台数や流量に応じた設計が重要です。
切削スラッジの除去に効果的なろ過装置の選び方
切削スラッジの除去に効果的なろ過装置の選び方を紹介します。
スラッジの性質やサイズに合わせて選ぶ
切削スラッジには、大きさや比重が異なるものがたくさんあります。金属粉や砥粒など比重が重いスラッジは、遠心分離機や磁気セパレーターが有効です。
対して微細なスラッジや軽い材料を使用する場合は、カートリッジフィルターやサイクロンフィルターなど高い精度を持つろ過装置が適しています。
ろ過装置を導入する際は、スラッジの性質やサイズに合わせたものを導入することで、効率的なろ過が実現できます。
ろ過精度と処理能力のバランス
精密な加工を行う場合、ろ過精度の高いフィルターを選ぶことが必要です。細かい粒子や微細なスラッジをしっかり除去できる装置を選ぶことで、加工中のクーラント液の汚れを最小限に抑えられます。
大量のクーラント液を処理する場合は、処理能力を考慮しましょう。場合によってはろ過装置の併用も検討する必要があります。
ろ過装置を導入する際は、ろ過装置の能力と処理量のバランスを考慮し、選定しましょう。
メンテナンス性とコスト
クーラントろ過装置は定期的なメンテナンスが必要です。しかし、フィルター交換や清掃など、なるべく手間を省きたいと考える人も多いでしょう。
クーラントろ過装置の手間を最小限に抑えるには、メンテナンスが容易で、消耗品の交換が簡単なものを選ぶのがおすすめです。
費用に関しては、導入費用だけでなく、ランニングコストも含めた総合的なコストパフォーマンスを評価することが重要です。
ろ過装置の導入は定期メンテナンスが欠かせないため、メンテナンスのしやすさと費用も考慮し、導入を検討しましょう。
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クーラントろ過装置のおすすめメーカー2社
ここではクーラントろ過装置のおすすめメーカー2社を紹介します。
会社によって生産しているクーラントろ過装置の特徴が異なります。まずは自社工場の課題をしっかりと把握した上でクーラント装置を選びましょう。
濾過精工株式会社
| 項目 | 概要 |
|---|---|
| 会社名 | 濾過精工株式会社 |
| 本社住所 | 東京都中央区日本橋蛎殻町1-10-1 |
| 電話番号 | 03-6264-8575 |
| 公式サイト | https://www.rokaseiko.com/ |
濾過精工株式会社は、クーラント（加工液）のなかでも精密機械用クーラントに特化した高性能ろ過システムの開発と普及に取り組んできました。
加工精度や加工機寿命の向上はもちろん、資源と廃棄コストの削減に加え、地球環境負荷の低減をミッションに日々進化を続けています。
レンズメーカー・精密電子メーカー、自動車部品メーカーなどのさまざまな分野の企業に採用されており、クーラントろ過装置の業界内でも最大数を誇る設置数は、実力の証明といえるでしょう。
精密ろ過装置だけでなく経験により積み上げたノウハウを活かし、クーラントタンク製造を含めクーラントシステム全体を提案してくれます。現場で生じる課題に対し、速やかに解決方法を提案してくれるのが濾過精工株式会社です。
以下の記事では濾過精工の会社の特徴や商品などを詳しく解説していますので、気になる方はぜひ一度お読みになってみてください。
イースタン技研株式会社
| 項目 | 概要 |
|---|---|
| 会社名 | イースタン技研株式会社 |
| 本社住所 | 神奈川県大和市福田6-9-21 |
| 電話番号 | 046-268-3131 |
| 公式サイト | https://www.eastern-tech.co.jp/ |
イースタン技研株式会社は、1970年に機械部品加工会社として設立されました。放電加工機の電極・フィルター・イオン交換樹脂システムの周辺機器などお客様の立場に立ち、よりよい製品やサービスを創り続けている歴史の長い会社です。
イースタン技研株式会社で取り扱っているクーラントろ過装置は、加工液中のバクテリアの発生を抑え、嫌な匂いを抑制することで加工液の交換頻度を大幅に低減できます。
さらに、マグネットセパレータで除去しきれない非金属のスラッジも根こそぎ除去してくれる高精密な除去性能のクーラントろ過装置も取り扱っているため、自社工場の課題に合う製品が見つかるでしょう。
以下の記事ではイースタン技研の会社の特徴や商品などを詳しく解説していますので、気になる方はぜひ一度お読みになってみてください。
まとめ
今回は、切削スラッジ除去に必要なクーラントろ過装置や分離装置の違い、選定時のポイントについて解説しました。
切削加工では、加工時に発生するスラッジがクーラント液に混入し、放置すると加工精度の低下や工具寿命の短縮、設備トラブルの原因になります。そのため、スラッジの材質や粒径、発生量に応じて適切なろ過・分離方式を選ぶことが重要です。
特に、クーラント液を再利用する現場では、ろ過性能やメンテナンス性も重要な比較ポイントとなります。切削スラッジ対策やクーラントろ過装置の導入を検討している方は、ぜひ本記事を参考にしてください。
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