アルミニウムの CNC 加工: アルミニウムの独特な加工特性を理解する & 詳しい探検！

アルミニウム合金の性質！

軽量

アルミニウム合金は、その驚くべき軽さによって際立っています。航空宇宙工学および自動車分野では、軽量材料により燃料が大幅に節約されます。

高強度

アルミニウム合金は軽量であるにもかかわらず、優れた強度を誇ります。多くの業界で、鉄鋼に匹敵する強度重量比が高く評価されています。

耐食性

アルミニウム合金は、特に保護コーティングで処理された場合、耐腐食性に優れています。したがって、これらの合金で作られた部品はメンテナンスの必要性が少なくなります。

良好な延性

延性とは、破損することなく変形する材料の能力を指します。アルミニウム合金は、適度な延性を備えているため、破損することなく大幅な曲げや伸びを起こすことができます。

熱伝導率

効率的な熱分散は多くの用途において重要です。アルミニウム合金は顕著な熱伝導率を持っており、ヒートシンクなどのデバイス内の熱伝達を促進します。

電気伝導性

アルミニウムの導電性により、電子部品への使用が可能になります。銅に匹敵しないにもかかわらず、その導電性は、重量と導電性の両方が重要な用途に役立ちます。

寸法安定性

CNC 加工プロセスでは、正確な寸法を維持することが非常に重要です。アルミニウム合金は優れた寸法安定性を備えており、製造後も部品の形状とサイズが確実に維持されます。

キャスタビリティ

アルミニウム合金は高い鋳造性を示し、複雑なデザインに最適です。複雑な部品を必要とする業界では、この特性によりこれらの合金が選択されることがよくあります。

溶接性

溶接性の良い材料を使用すると、部品の接合が簡単になります。アルミニウム合金は優れた溶接性を示し、製造された構造でシームレスな接続を保証します。

高い振動吸収性

機械や車両は振動を吸収する素材から恩恵を受けます。アルミニウム合金はこの点で優れており、多くの用途でよりスムーズな動作を実現します。

弾性率

弾性率は材料の剛性の尺度です。アルミニウム合金は適切な弾性率を備えており、必要な箇所に剛性を提供します。

非磁性

電子室や MRI 室など、磁場に敏感な環境では、非磁性材料が不可欠です。アルミニウム合金はこの基準を効果的に満たしています。

低密度

アルミニウム合金は軽量であることに加えて、密度が低いです。この特性により、軽量化に熱心な業界での望ましさがさらに高まります。

リサイクル性

環境への懸念から、リサイクル可能な材料の必要性が高まっています。アルミニウム合金は 100% リサイクル可能であり、持続可能性への取り組みに貢献します。

生体適合性

医療用インプラントおよび医療機器には生体適合性のある素材が必要です。アルミニウム合金は、生体適合性が認められ、生物医学の分野でも応用されています。

CNC加工アルミニウムのメリット！

高速切断

アルミニウム合金を機械加工すると、速い切断速度が得られます。一般的な機械加工では、切断速度は毎分最大 600 メートルに達します。迅速なカットレートは生産サイクルの短縮につながり、最小限の時間で最大のスループットを保証します。

工具の摩耗の減少

アルミニウムは柔らかい性質を持っているため、工作機械への負担が軽減されます。その結果、工具の寿命が長くなり、メンテナンスや交換のコストが削減されます。

軽量コンポーネント

アルミニウムは密度が約 1.74 g/cm3 で、構造材料の中で最も軽い部類に入ります。アルミニウムで作られたコンポーネントは、他の金属で作られたコンポーネントよりも大幅に軽量です。

高精度

アルミニウムの CNC 機械加工により、コンポーネントは±0.005 インチという厳しい公差を達成します。このような精度は、厳格な仕様を要求する産業にとって不可欠な、複雑で非常に詳細な部品の作成を促進します。

効率的な材料除去

アルミニウムの被削性により、切りくずやバリを効率的に除去できます。正しい送り速度とスピンドル速度を使用すると、効率的な材料除去率 (MRR) を達成でき、欠陥のリスクを最小限に抑えることができます。

費用対効果の高い

工具の摩耗の減少、より​​速い切断、効率的な材料除去により、生産コストが全体的に削減されます。エネルギー使用量や工具交換費用も最小限に抑えられるため、節約も可能です。

環境にやさしい

アルミニウムの加工では、リサイクル可能な切りくずが生成されます。このチップを回収・リサイクルすることで、さらなる省資源・環境保全に貢献します。

加工時間の短縮

アルミニウムは優れた機械加工性を備えているため、穴あけ、フライス加工、旋削などの作業に必要な時間は短縮されます。加工プロセスの高速化により、全体的な生産性が向上します。

優れた表面仕上げ

機械加工後のアルミニウム部品は多くの場合滑らかな表面を示し、二次仕上げプロセスが不要になります。表面粗さは平均 Ra 0.8 で、ほとんどの用途に適しています。

省エネ

アルミニウムの性質により、加工プロセス中に必要なエネルギーが少なくなります。したがって、運用のエネルギー効率が向上し、運用コストの削減に貢献します。

廃棄物の削減

アルミニウムを精密に加工することで、無駄を最小限に抑えます。高度な CNC テクノロジーを利用することで、材料を最適に使用し、廃棄物の発生を削減します。

多彩なデザイン

CNC 機械加工により、複雑でカスタマイズされたアルミニウム設計を作成できます。このような多用途性によりイノベーションが促進され、業界の多様な要件が満たされます。

簡単な組み立て

アルミニウム製コンポーネントには、組み立てプロセスを簡素化する機能が組み込まれていることがよくあります。内蔵の締結要素などの機能により、追加のハードウェアの必要性が軽減されます。

良好な放熱性

アルミニウム部品は熱を効果的に放散します。このような熱特性は、熱管理が重要な電子エンクロージャなどのアプリケーションで特に価値があります。

強化された重量対強度比

アルミニウムはその軽さにも関わらず、優れた強度対重量比を誇るため、重量を増やさずに強度が求められる用途に最適です。

CNC加工でよく使われるアルミニウム合金の種類！

1. アルミニウム 6061-T6

6061-T6 は市場で最も人気のあるアルミニウム合金の 1 つであり、ほとんどの製造会社が CNC 加工用の標準グレードとして提供しています。 6061 は多用途で機械加工が容易で、さまざまな熱処理も可能です。

機械仕様:

極限引張強さ：310MPa

破断伸び: 17%

弾性率: 68.9 GPa

硬度: 60 HRB

2. アルミニウム 7075-T6

高ストレスまたは高性能アプリケーションの場合、エンジニアは 7075-T6 を検討する必要があります。このグレードのアルミニウムは優れた強度対重量比でよく知られており、その硬度は一部の軟鋼に匹敵することさえあります。

7075-T6 には、高強度と優れた機械的特性にもかかわらず、欠点があります。この材料は他のグレードに比べて延性が低く、耐食性も劣ります。さらに、アルミニウム 7075-T6 は、一部の製品チームにとっては法外に高価な場合があります。

機械仕様:

極限引張強さ：434～580MPa

破断時伸び: 10-15%

弾性率: 69 – 76 GPa

硬度: 79-86 HRB

最高使用温度: 100 °C

3. アルミニウム 2024-T4

アルミニウム 2024-T4 は、優れた耐疲労性と破壊靱性を備えた中強度から高強度の合金です。アルミニウム 2024-T4 は 7075-T6 ほど強度はありませんが、それでも航空宇宙用途には適しています。

アルミニウム 2024-T4 の一般的な用途には、航空機の胴体、輸送車両の部品、翼の張力部材などがあります。ただし、製品チームは、このグレードのアルミニウムは耐食性が低く、熱衝撃に非常に敏感であることに注意する必要があります。

機械仕様:

極限引張強さ：200～540MPa

破断伸び: 14 – 20%

弾性率: 71 – 73.1 GPa

硬度：70～120HB

最高使用温度: 200 °C

4.アルミニウムMIC 6

アルミニウム MIC 6 は、安定した高公差のプレートを製造するために開発された合金と鋳造法の特殊な組み合わせにより独特です。 MIC 6 は、優れた応力緩和特性、優れた精度、高い機械加工性を備えています。アルミニウム MIC 6 には汚染物質や気孔もありません。この滑らかで軽量なオプションは、コンポーネント、エレクトロニクス、さらにはレーザー技術の加工にも使用されています。

機械仕様:

極限引張強さ：166MPa

破断伸び: 3%

弾性率: 71 GPa

硬度：65HB

最高使用温度: 427 °C

アルミニウムと他のCNC加工金属を比較してみよう！

加工速度

アルミニウムを扱う場合は、より速い加工速度が期待できます。アルミニウムの切りくず形成により、より高い送り速度が保証され、生産性の向上につながります。比較すると、鋼や鉄などの金属は、より遅い加工速度を必要とします。

表面仕上げ

アルミニウムを使用すると、より簡単に滑らかな表面仕上げを実現できます。 CNC 加工では、アルミニウムは他の金属に比べてバリが少なく、エッジがきれいになることがよくあります。

耐食性

誤解がありますが、アルミニウム合金、特に希土類元素を含む合金は、アルミニウムに匹敵する優れた耐食性を発揮します。

溶接性

一般に、アルミニウム合金は、タングステン不活性ガス (TIG) 溶接などの技術を使用して良好な溶接性を示します。ただし、これを達成するには特別な専門知識が必要です。

リサイクル性

アルミニウムスクラップは高い価値を保持しており、リサイクルの取り組みが容易になります。米国で使用されるアルミニウムのほぼ 50% はスクラップから再生されます。

振動吸収

車両や電子機器は、アルミニウム本来の振動吸収能力の恩恵を受け、構造の完全性を損なうことなくユーザー エクスペリエンスを向上させます。

抗張力

合金の種類に応じて、アルミニウムは 152 MPa から 310 MPa の範囲の引張強さを提供します。これは鋼鉄の強度には匹敵しないかもしれませんが、軽量であることを考慮すると、特定の用途には十分以上です。

硬度

アルミニウム合金の硬度はブリネル スケールで 60 ～ 100 の範囲にあり、鋼よりは柔らかいですが、一部のアルミニウム合金よりは硬いです。

耐久性

適切に保護されていれば、アルミニウム部品は他の CNC 加工金属と同等、またはそれを上回る耐久性を実現し、厳しい条件下でも長寿命を保証します。

アルミ加工の工具選び！

超硬カッター

これらは依然としてアルミニウムの加工に不可欠です。超硬は工具寿命の延長と正確な切断を実現し、複雑な部品に最適です。

・高速度鋼（HSS）

ハイス工具は超硬ほど硬くはありませんが、柔軟性があります。その靭性により、さまざまな条件下でもチッピングに耐えることができます。

エンドミル

プロファイル加工や輪郭加工には不可欠です。アルミニウムの場合は、鋭い刃先と溝付きデザインのエンドミルを選択してください。

フェースミル

これらにより、滑らかな表面が保証されます。アルミニウムには、正のすくい角を持つフェースミルが最適です。

ドリル

アルミニウムに穴を開ける場合は、ドリルの先端角度を考慮してください。 118 度の先端角が標準的な傾向があり、きれいでバリのない穴が確保されます。

旋削工具

アルミ旋盤の場合は刃先の鋭い工具を選定してください。ワークにかかる力を軽減します。

タップ

アルミニウムに適切なねじ切りを行うには、鋭いタップが必要です。鈍いタップは固着や破損の危険性があります。

リーマー

精密な穴加工にはリーマが重要な役割を果たします。ストレートフルートを備えたものは、アルミニウムで最高の仕上げを保証します。

中空ミル

対称形状の作成に最適で、工具の刃先が鋭くなり、アルミニウムを最適に除去できます。

スレッドミル

ねじ切りが不可欠な場合、スレッドミル、特にフルプロファイルのスレッドミルを使用すると、アルミニウム部品の精度が保証されます。

主軸速度

スピンドル速度の調整は非常に重要です。速すぎるとアルミニウムが発火する可能性があります。速度が遅すぎると、工具がすぐに摩耗してしまう可能性があります。必ず工具メーカーのガイドラインを参照してください。

工具形状

工具の形状とデザインは加工品質に大きく影響します。アルミニウムでは、ポジティブすくい角と鋭い刃先を備えた工具が切削抵抗を軽減し、より良い仕上げを保証します。

• 年設立
  --
• 事業の種類
  --
• 国/地域
  --
• メイン産業
  --
• 主な製品
  --
• エンタープライズリーガル人
  --
• 総従業員
  --
• 年間出力値
  --
• 輸出市場
  --
• 協力したお客様
  --