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一般的なCNC加工工程とその成果

12月 17, 2024

CNC（コンピュータ数値制御）加工 CNC加工とは、コンピュータのガイダンスに従って、工具を使って材料を切削することです。この記事では、フライス加工と旋盤加工という最も一般的なCNC加工プロセス、加工可能な材料の種類、可能な精度のレベル、航空宇宙、自動車、医療産業などのCNCを使用する産業について説明します。

CNCウィザードリー：コンピュータ制御による金属加工

金属やプラスチックを一人で成形する機械を見たことがありますか？それらはCNCマシンと呼ばれています。CNCとはコンピュータ数値制御の略です。これらの機械は、コンピュータプログラムを使って、材料を非常に精密にあらゆる種類の有用なものに成形します。

CNCマシンの一種にフライス盤があります。回転するドリルビットとエンドミルを備え、材料のブロックを削り取ることができます。エンジニアがコンピューター上で3Dモデルを設計し、フライス盤がその設計図に従って最終形状を削り出します。フライス盤は、左右、前後、上下のあらゆる方向に回転し、複雑なデザインを作ることができます。時には5方向に回転することもあります！コンピューターが指示したものを正確に残します。

旋盤という機械もあります。旋盤では、プラスチックや金属の長い円筒を高速で回転させます。回転しながら、切削工具が円筒の外側を形作ります。旋盤は、外周に円や螺旋、あらゆる種類の曲線を作ることができます。また、回転する円筒の内側に工具を掘り込み、穴を開けたり複雑なパターンを作ったりすることもできます。エンジニアは旋盤を使って、ボトルやパイプ、棒などを作ります。

フライス加工や旋盤加工の他にも、便利なCNC技術がいくつかあります。ひとつは研削で、ドリルやミルの代わりに砥石を使って部品を成形します。もうひとつは放電加工で、電気火花を使用して、材料に触れることなく、小さな材料を正確に溶かし出します！CNCマシンの中には、切削加工を終えた部品に滑らかで光沢のある仕上げを施すものもあります。

このようなコンピューターガイドによる加工方法では、非常に複雑で正確な設計を行うことができます。コンピューター上で想像できるものは何でも、CNCで実際の物理的な物体にすることができます。自動車、飛行機、電話、その他無数の製品の部品であろうと、CNCマシンは現代技術を可能にしています。コンピューターが機械を正確に制御し、バーチャル3Dモデルの完璧なレプリカを切削します。かなりクールでしょう？CNCは、私たちがアイデアを現実のものに変える方法なのです！

精密部品のトレランシング

ほとんどのCNC加工工場では、ISO 2768の規則に従って、どの程度精密に部品を製造する必要があるかを定めています。この規格は、さまざまな形状のサイズの公差を概説しています。例えば、穴は計画されたサイズの0.1mm以内である必要があるかもしれません。顧客が超精度を必要とする場合、部品は標準よりもさらに厳しく作ることができます。

小さいサイズと近い寸法

CNCマシンは、非常に小さなスケールまで材料を成形することができます。穴の大きさ、壁、その他のパーツの細部は、わずか1mmでも非常に精密に加工できます。マシニストは、図面の位置から0.01mm以上ずれないように、厳しい公差の中でフィーチャーの位置を制御することもできます。これにより、複雑で極小の内部および外部構造を、厳しい公差で何度も再現することができます。つまり、マクロ寸法からミクロ寸法まで、CNCは精密製造に優れているのです！
正しい素材の選択

金属を扱う

CNCマシンは、さまざまな金属材料を成形することができます。アルミニウムは軽量で加工が簡単です。スチールはとても丈夫です。ステンレスは錆びません。銅と真鍮は見た目が良いです。チタンは超軽量で丈夫です。機械工は、それぞれの仕事に最適な金属を選びます。

プラスチック工具の使用

CNCは金属だけでなく、プラスチックの切断も得意です。ナイロンやPVCのようなプラスチックは、あらゆる製品の製造に使われています。PTFEはテフロンのように滑らかです。プラスチックを使うことで、デザイナーはクリエイティブになり、企業はより早く製品を作ることができます。

仕上げ

CNC切削加工後、部品を保護または強化するために追加処理が行われることがよくあります。サンドブラストは表面を粗くします。陽極酸化処理はアルミニウムをカラフルにします。電気メッキは金属皮膜を形成します。粉体塗装は耐久性のある塗料を焼き付けます。研磨は、光沢のある外観を作ります。

カスタム仕上げ

適切な表面仕上げは製品によって異なります。錆や化学薬品に耐える必要があるものもあります。また、特殊なテクスチャーを必要とするものもあります。設計者は仕上げ職人と協力し、それぞれの用途に適したコーティング、色、輝きを実現します。仕上げは、部品をその用途に最適なものにする最後の仕上げです。

部品が完璧に仕上がるように

CNCマシンは非常に精密にモノを作ることができますが、それでも人が作業をダブルチェックする必要があります。そこで品質管理の出番です。完成した部品は入念に検査されます。機械工は、マイクロメーターやノギスなどの測定器を使い、サイズや形状間の距離をチェックします。大きすぎたり小さすぎたり、近すぎたり遠すぎたりした場合は、問題を見つけて修正します。こうして、すべての部品がエンジニアと顧客によって設定された許容範囲内に収まるのです。この検査により、顧客は注文通りの製品を受け取ることができます。

仕事を正しく行うために必要なすべてのツール

この工場には、あらゆるプロジェクトに対応できるCNCマシンの膨大なコレクションがあります。100台以上のフライス盤と旋盤があり、1軸から5軸まで材料を加工することができます。これだけ多くの機械があるということは、どんなに複雑な形状でも作ることができるということです。

正確さとペース

ここのCNCは、1000分の1ミリ単位で部品を成形することができます！鋭利な針よりも小さいのです。さらに、作業間の素早い切り替えは、リードタイムが短いことを意味します。顧客は長く待つ必要も、精度の低さに妥協する必要もありません。

シンプルな形状でも、複雑に設計された部品でも、完璧な工程と材料が用意されています。設計ソフトウェアが機械とリンクし、図面から完成品まで効率的に生産します。エンジニアは、お客様がコンセプトを高品質で大量生産可能なオブジェクトに変換するお手伝いをします。高度な技術が、正確な仕様を保証しながら時間とコストを削減します！

多くの分野でコンピュータ支援による工作が有効

自動車のCNC化

自動車メーカーは、強くて軽い部品を大量に必要としています。CNCは、一貫した複雑な形状を大量生産するための優れた能力で、その答えを提供します。ステアリング・ギア、エンジン・ブロックなど、高度にプログラムされた自動機械からフレキシブルに生み出されます。

飛行機は精度が最優先

航空宇宙分野では、わずかな誤差も許容できないリスクとなります。CNCの繰り返し可能なミクロンレベルの分解能は、部品製造において安心感を与えます。翼、ファスナー、および重要なハードウェアは、最適な強度と飛行中の安全性を確保するため、CNCによる入念な加工が施されます。

単純な成形であれ、複雑な幾何学的ネットワークであれ、様々な産業部門が現在、CNCを使用して品質の向上を図っています。コンピューターによる機械加工は、人工関節や手術器具を製作し、オーダーメイドのプロトタイピングで医学的発見を助けます。全体的なコンピュータ管理モデリングは、製造業が達成できることを倍増させ、製品開発だけでなく、全体的な技術進歩に利益をもたらします。

結論

要約すると CNC加工は、あらゆる種類の材料を高速、柔軟、かつ高精度に成形する方法を提供することで、現代の製造業に革命をもたらしました。CNC多軸マシンは、ミリ単位で材料を除去する場合でも、微細な構造を彫刻する場合でも、数値コンピュータ制御によりデジタルCADモデルを正確に再現します。

旋盤からグラインダーまで、幅広いCNC工具の品揃えは、アルミニウムからプラスチックまで、実現可能なデザインを広げます。同様に、表面処理は、保護、審美的な仕上げ、または特殊な特性を提供することにより、アプリケーションを広げます。品質保証技術と生産速度と複雑さが相まって、CNCは多くの産業で不可欠なものとなっています。コンピュータ数値制御は、精密加工によって可能なことを進歩させ続けています。将来、ますます洗練されたCNC技術は、設計と製作をさらに変貌させるでしょう。