エンジンチューニングの世界ではよく耳にするようになったWPC処理。これはどういった加工なのだろうか。WPC処理を手がける不二WPCに聞いた。
WPC処理とは?
エンジンチューニングの際に面研などの従来からの単語に加えて、よく語られるようになったWPC処理。このWPC処理という名称は、不二WPC・不二製作所・不二機販が保有する登録商標で、ミクロン単位のごく微細なメディアを金属表面に高速・高圧で吹き付けることで表面を加工する技術の総称を指す。
イメージとしてはサンドブラストに近いが、ブラストは表面を削るのに対し、WPC処理はミクロン単位の粒子を衝突させることで表面をならす。いわば鍛造と同じ状態を生み出すことで疲労強度を高める効果が期待できるという。
なぜそのような処理をするのか。本来、金属表面はどんなに細かく磨いたとしてもごく小さいキズがあり、そのキズが広がって破断していく性質がある。そのキズを叩いて消すことで破断するキッカケをなくし、かつ表面全体をならすことで全体の強度を高めようとしているのだ。もちろん叩くといってもミクロン単位の粒子であるため、もとの基材に与える影響はほとんどない。WPC処理したからといって、ミリ単位で小さくなるといったことはないのだ。
そしてもう一つの効果としては、ミクロン単位での微細なくぼみを生み出すことが挙げられる。これはディンプル処理と呼ばれ、空気やオイルが作られたくぼみに入り込むことで表面の摩擦を低減させられるのだという。これはゴルフボールをイメージするとわかりやすいだろう。ゴルフボールはあのように無数のくぼみがあるからこそ空気の抵抗を最小限にして飛行距離を伸ばしているのだ。また、くぼみにオイルが滞留するとエンジンパーツの抵抗低減に大きく寄与できるため、四輪メーカーにも広く認められているという。
スズショットとモリブデンショットとは?
微細な二硫化モリブデンの粒子を高速で金属表面に衝突させ、金属内部に閉じ込めることを何層にもわたって繰り返すことで長期的な摩擦低減を図るモリブデンショットという加工が存在する(上位版として、高温安定固体潤滑ナノ粒子を添加したハイパーモリショットと呼ばれる加工も存在する)。また、モリブデンだけではなくスズを用いたスズショットもあり、これらを組み合わせることで長期的な寿命延長、摩擦低減を図ろうとしているのだ。
3Dラッピングとは?
ラッピングと書くと“包む”という意味にとらえられがちだが、磨くという処理もラッピングと呼ばれている。不二WPCでは最終的な磨き工程として3Dラッピングを導入しているのだが、これは一般的なサンド/ウェットブラストなどと異なり、ゴム成分の粒子の周囲に微細なダイヤモンド粒子が付いたメディアをあてるのだという。一般的なブラストだと基材に衝突した瞬間にメディアは弾かれ、メディアとあたった場所が無条件に削れていくが、中核がゴムなので基材に沿って基材表面を転がり、出っ張りにあたった際に初めて摩擦が発生するのだという。そのため基材に与える影響を最小限にとどめつつ磨くことができる、というメリットがある。クランクシャフトやクランクジャーナルなどに使われるケースが多い。