CNC 加工材料選択ガイド: 選び方

CNC 加工では、ほぼあらゆる金属やプラスチックから部品を製造できます。そのため、CNC フライス加工や旋削加工で部品を製造できる材料の範囲は膨大であり、CNC 加工ではさまざまな材料が提供されます。金属、プラスチック、木材、フォームのいずれを検討している場合でも、利用可能な各材料の利点と最適な用途を理解することが重要です。一歩間違えば、ブームになり、時間とお金が無駄になりました。しかし、心配しないでください。このガイドでは、完璧な素材を選択するために知っておくべきことをすべて説明します。

CNC 機械加工材料を選択する際に考慮すべき要素

CNC 加工プロジェクトの成功には、適切な材料を選択することが重要です。望ましい結果を達成するには、いくつかの要素のバランスをとらなければならない慎重な評価です。各材料は、特定の用途に適した独自の特性を備えています。最適な結果を確保するには、次の重要な要素を考慮してください。

製品の使用法

顧客から製品の要望を聞きながら、その製品がどのような場所で使用されるのかを尋ねます。部品が動作または機能する環境についてお問い合わせください。すべての材料には異なる特性があり、専用の用途に使用されます。したがって、部品の用途に応じて、最適な物理的および化学的特性を備えた材料が選択されます。

寸法許容差

成形性に優れ、加工が容易な材料を選択してください。材料の機械加工性が向上するため、厳しい公差要件を達成することが容易になります。

すべての分野で異なる許容差が求められるため、許容差の要件は特定の業界によって異なります。たとえば、航空宇宙分野や医療分野では超高精度の部品製造が求められます。したがって、より大きな寸法公差が必要になります。高精度、コスト効率、完璧かつ期限内にプロジェクトを完了するには、正確な寸法公差を持つ材料を選択することが最も重要です。

応力負荷

応力負荷とは、部品がどれだけ堅牢であるべきかを意味します。製品の用途に応じてお見積りいたします。負荷応力を評価したら、耐荷重能力が最適な材料を選択します。応力負荷は慎重に計算する必要があります。一部の業界ではこれが重要になる場合があります。

材料費

コストは、CNC 加工材料の選択プロセス全体に影響を与える主な要因です。特性が要件に最も適合する材料を検討してください。しかしその一方で、費用対効果が高い、またはより安価なものでなければなりません。

材料の入手可能性

大量生産プロジェクトの途中で、特に材料が枯渇して在庫がなくなった場合、材料の入手可能性は大きな問題になります。調達部門は、プロジェクトの詳細をすべて最終決定する前に、可用性を確保する必要があります。

一般的な CNC 機械加工材料とその特性

考慮すべき点がわかったところで、人気のある CNC 機械加工材料とその独自の特性をいくつか見てみましょう。これは、プロジェクトに完全に一致するものを見つけるためのチートシートと考えてください。

金属：

1.アルミニウム

 軽量で耐食性があり、加工が容易なアルミニウムは、さまざまな用途に多用途に使用できます。航空宇宙、自動車、消費財でよく使用されます。軽量の自転車フレームや洗練された電子エンクロージャを思い浮かべてください。

アルミニウムにはいくつかの材料グレードがありますが、すべてが CNC 機械加工部品や製品での使用に最適であるわけではありません。それにもかかわらず、6061 アルミニウムや 7075 アルミニウムなどのアルミニウム グレードは機械加工性が高く、自動車のエンジン部品や航空宇宙用フレームなど、重量が考慮される生産部品によく使用されます。これらのカテゴリのアルミニウムは、家庭用電化製品、建設、医療産業にも応用されています。 さまざまな種類のアルミニウム合金を分類してみましょう。

● アルミニウム6061 は、優れた強度重量比と優れた機械加工性を備えた、最も一般的な汎用アルミニウム合金です。

● アルミニウム6082 6061 と同様の組成と材料特性を持っています。(英国規格に準拠しているため) ヨーロッパでより一般的に使用されています。

● アルミニウム7075 は、軽量化が重要な航空宇宙用途で最も一般的に使用される合金です。疲労特性に優れ、熱処理により鋼に匹敵する強度と硬度を実現します。

● アルミニウム5083 他のほとんどのアルミニウム合金よりも強度が高く、海水に対する優れた耐性を備えています。これにより、建設および海洋用途に最適になります。溶接にも最適です。

2. ステンレス鋼

ステンレスは耐食性に優れ、過酷な環境や衛生面が要求される用途に最適です。医療機器、食品加工機器、海洋部品などによく選ばれています。手術器具や耐久性のある台所用品を思い浮かべてください。

● ステンレス鋼304 最も一般的なステンレス鋼合金です。優れた機械的特性と良好な機械加工性を備えています。その  ほとんどの環境条件や腐食性媒体に対して耐性があります。

● ステンレス鋼316 は、304 と同様の機械的特性を持つもう 1 つの一般的なステンレス鋼合金です。ただし、特に塩水 (海水など) に対する耐食性と耐薬品性が高いため、より過酷な環境に対処するのに適していることがよくあります。

● ステンレス鋼2205 二相鋼は最高の強度（一般的なステンレス鋼合金の 2 倍）と優れた耐食性を備えています。極限環境で使用され、石油分野で多くの用途に使用されます。 & ガス。

● ステンレス鋼303 優れた靭性を持っていますが、304 に比べて耐食性は低くなります。優れた機械加工性により、航空宇宙用のナットやボルトの製造など、大量生産の用途によく使用されます。

● ステンレス17-4 (SAE グレード 630) は、304 に匹敵する機械的特性を持っています。非常に高度に析出硬化することができ (工具鋼に匹敵)、優れた耐薬品性を備えているため、風力発電用ブレードの製造などの非常に高性能な用途に適しています。タービン。

3.真鍮

真鍮は、耐食性、優れた導電性、機械加工性で知られる銅と亜鉛の合金です。消費財、低強度ファスナー、配管、電気機器などによく見られます。真鍮は強度、加工性、美的魅力のバランスが取れているため、装飾部品、付属品、楽器によく使用されます。複雑なドアハンドルや光沢のあるトランペットバルブを思い浮かべてください。

真鍮 C36000 は、高い引張強度と自然耐食性を備えた材料です。最も容易に機械加工できる材料の 1 つであるため、大量生産の用途によく使用されます。

材料特性:

典型的な密度: 8.4-8.7 g/cm3

非磁性

4.チタン

軽量でありながら驚くほど強力なチタンは、航空宇宙、医療用インプラント、高性能アプリケーションでよく使用されます。航空機の部品や耐久性のある股関節置換品を考えてください。 

チタンは高い強度対重量比を持っています。つまり、強度が非常に高い上に、軽量でもあるのです。熱伝導率が高く、腐食にも強いです。さらに、チタンは生体適合性があるため、生物医学産業でも使用されています。

さらに、チタンは軍事、航空宇宙、医療などのさまざまな産業向けの高性能機械加工部品の製造にも応用されています。チタンは CNC 工作機械の材料としても使用されます。

プラスチック：

1. ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）

ABS は耐衝撃性と寸法安定性に優れた多用途プラスチックで、玩具や電子機器から自動車部品に至るまであらゆるものに使用されています。耐久性のあるレゴブロックや携帯電話の保護ケースを思い浮かべてください。 ABS 材料は、優れた加工性、引張強度、耐衝撃性、耐薬品性に​​より、CNC 加工に適した非常に手頃な価格のプラスチック材料です。さらに、着色も簡単なので、美観が重要な用途に最適です。

2. ポリカーボネート

ポリカーボネートは、強度、透明性、加工のしやすさを兼ね備えているため、CNC 加工に最適です。ポリカーボネートは、その強度、透明性、耐熱性で知られており、眼鏡、安全ヘルメット、さらには防弾窓にも使用されています。 ポリカーボネートは他のプラスチックに比べて柔らかいため、傷がつきやすいです。耐傷性を高めるためにコーティングを施すことができます。

3. ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)

PEEK素材は耐薬品性に​​優れた高機能プラスチックです。この材料は高い寸法安定性と機械的強度も備えています。その主な利点の 1 つは、高温でも剛性を維持できることであり、極限環境での使用に最適です。

PEEK は、航空宇宙、食品および飲料の加工、石油およびガスを含むいくつかの業界で応用されています。半導体部品、ブッシング、シール、ベアリング、ポンプ、バルブ部品などの製造に広く使用されています。

材料選択のヒント  CNC のニーズ

CNC 材料を完成させる前に、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。後でそれらを検討すると、プロジェクトに最適な素材が見つかります。

●製品の使用を優先する: 顧客から製品の要望を聞きながら、その製品がどのような場所で使用されるのかを尋ねます。部品が動作または機能する環境についてお問い合わせください。すべての材料には異なる特性があり、専用の用途に使用されます。したがって、部品の用途に応じて、最適な物理的および化学的特性を備えた材料が選択されます。

●製造プロセスを考慮してください。 特定の材料は、特定の CNC 加工プロセスとの互換性が高くなります。たとえば、フライス加工に適したプラスチックもあれば、旋削加工に優れたプラスチックもあります。

●長期的に考える: 材料費の初期費用だけに注目しないでください。メンテナンス、耐久性、寿命などを考慮に入れてください。場合によっては、事前に少し多めに支出しておくと、将来的に頭の痛い問題 (そしてお金!) を節約できる場合があります。

●実験することを恐れないでください: どの材料が最適であるかわからない場合は、利用可能な無数の材料から選択することを心配する代わりに、一流のエンジニアが特定し、それが機械加工に適しており、そのような用途に広く受け入れられていると結論付けた一般的な機械加工材料を選択できます。一般的な金属には、真鍮、銅、ステンレス鋼、アルミニウムなどがあります。一般的なプラスチックには、PEEK、アセタール、ナイロン、ABS、ポリカーボネートなどがあります。

●専門知識を活用: 疑問がある場合は、経験豊富な機械工または材料供給業者に相談してください。特定のプロジェクトのニーズに基づいて、貴重な洞察と推奨事項を提供できます。

CNC 機械加工材料を選択する際に避けるべきよくある間違い

たとえ最善の意図を持っていたとしても、CNC 加工材料の選択ではつまずきやすいです。ただし、心配しないでください。次のようなよくある落とし穴を回避できるようにお手伝いします。

●材料特性の見落とし: コストや見た目の美しさに囚われがちですが、基本を忘れないでください。マテリアルの特性がプロジェクトのニーズと一致していることを確認してください。強度、耐久性、耐熱性などは考慮すべき点のほんの一部です。

●公差の無視: CNC 加工は精度がすべてです。公差を考慮しないと、部品が適合しなかったり、正しく機能しなくなったりする可能性があります。ああ！

●被削性の重要性の過小評価: 一部の材料は他の材料よりも機械加工が容易です。加工が難しい材料を選択すると、製造時間とコストが増加する可能性があります。

●表面仕上げ要件の無視: 鏡面仕上げが必要ですか?それとももっとテクスチャーのある表面でしょうか？材料を選択する際には、希望する表面仕上げを考慮してください。一部の素材は他の素材よりも研磨に適しています。

●環境を考慮していない: 部品は過酷な化学薬品や極端な温度にさらされることはありますか?選択した素材が風雨に耐えられることを確認してください。

プロジェクトに最適な CNC 機械加工材料を入手

適切な CNC 材料の選択は、優れた望ましい部品を作成するために不可欠です。上記のすべての要素を慎重に考慮することが最善です。慎重に検討すれば、次のプロジェクトに適した素材を選択できるようになります。 しかし、望ましい材料特性を持つ部品を作成する最も効果的かつ効率的な方法は、その分野で最も優れた技術者に連絡することです。はい、安心して BERGEK CNC にお問い合わせいただけます。

BERGEK CNC は、CNC 加工、ラピッド プロトタイピング サービスの世界クラスのプロバイダーです。当社は、世界中のさまざまな地域の幅広い業界にサービスを提供しています。 Bergek CNC がお手伝いします。当社は 60 以上のエンジニアリング金属とプラスチックを提供でき、経験豊富な機械工やエンジニアが予算の範囲内でプロジェクトに最適な材料を提案します。

材料加工に関するご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

CNC加工材料に関するFAQ

1. CNC 加工に最もコスト効率の高い材料は何ですか?

これは対象となる用途に大きく依存しますが、全体としてはアルミニウム 6061 が CNC 加工用の最も一般的で低コストの金属です。

2. CNC 加工に最適なプラスチックは何ですか?

POM (デルリン) は、CNC 加工用の最も経済的なプラスチックです。これは、熱可塑性プラスチックの優れた加工性のおかげでもあります。

3. 金属を CNC 加工する利点は何ですか?

金属は、高い強度、硬度、および/または極端な温度に対する信頼性の高い耐性を必要とする製造用途に最適です。

4. プラスチックを CNC 加工する利点は何ですか?

3D プリントではプラスチックが一般的ですが、特別な材料要件を持つ軽量部品を製造したい場合には、CNC 加工にプラスチックが最適です。プラスチックはプロトタイプの製造にも適しています (特に射出成形で大量の製造を開始する前)。

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