最も要求の厳しい用途向け
CNC加工は、さまざまな産業用途に適しています。防衛、航空宇宙、医療、自動車などの要求の厳しい業界のお客様にとって、CNC加工は製品の精度、再現性、正確性に関するニーズを満たすことができます。その他の業界のお客様にとっても、必要な部品をリーズナブルな価格で提供できるため、経済的かつ効率的です。
お客様のご要望にお応えし、お客様の思考をリードできる製造パートナーをお探しですか?それなら、ぜひ当社の包括的なCNC加工サービスについてご確認ください。
第1章:私たちがあなたのためにできることとは?
当社は、ラピッドプロトタイピングから量産まで、金属およびプラスチックのCNC加工に関する包括的なソリューションを提供しています。10台以上のCNCフライス盤(3軸および5軸)、CNC旋盤、旋盤加工機、放電加工機、ワイヤーカット加工機を社内に保有しており、多種多様な製品や小ロット生産に対応することで、お客様のご要望にお応えします。
第2章:精密CNC加工の仕組みとは?
CNC加工は、切削加工の一種です。コンピュータ制御と工作機械を用いて、材料を削り取り、カスタム設計の部品を製作します。加工対象となる材料(CNC部品)は、治具またはワーク保持ツールで固定されます。これにより、加工中に部品が動くのを防ぎます。ほとんどのCNC加工機には、複数の工具を収納できる回転式工具台が備えられています。機械は、加工中に必要に応じて工具を交換できるため、オペレーターによる追加の設定作業は不要です。これにより、時間とコストを節約できます。
CNC加工の基本的なタイプは、穴あけ、フライス加工、旋削加工の3種類です。 1.1 CNC穴あけ:ドリルビットを使用して、部品に円筒形の穴を開けます。通常、これらの穴はネジやその他の留め具に使用されます。通常、これらの穴は部品の表面に対して垂直です。ただし、特殊なツールを使用すると、角度をつけて穴を開けることもできます。その他の一般的な穴あけ操作には、次のものがあります。カウンターリング:このタイプの穴あけでは、段付き穴を作成し、ボルトやネジの頭が加工中の材料の表面と面一になるようにします。皿穴加工:皿穴加工はカウンターボーリングに似ています。ただし、段付き穴ではなく円錐形の穴を作成します。これにより、留め具が部品の表面と面一になります。
リーマ加工:リーマ加工とは、事前に開けられた穴の精度と滑らかさを向上させる加工です。これにより、CNC工作機械は、航空宇宙産業や自動車産業でしばしば求められる厳しい公差と高品質な仕上げを実現できます。
• ねじ切り:この操作では、事前に開けられた穴の内側にねじ山を作成します。これにより、ボルトやネジを部品に取り付けることができます。 1.2 CNCフライス加工:この加工方法は、CNCを使用して回転する切削工具を制御します。CNC金属部品から材料を除去して、完成部品を作成します。フライス盤は、複数の角度で切削し、複数の軸に沿って移動できます。
・3軸フライス加工:このタイプのフライス盤は、CNC部品が静止した状態で、部品のX、Y、Z軸に沿って3つの面を切削することができます。
・4軸フライス加工:このタイプのフライス盤は、3つの直線軸(X、Y、Z)に沿って切削できます。さらにA軸が追加され、CNC加工対象物をX軸を中心に回転させることができます。これにより、3軸フライス加工では不可能な複雑で精密な形状の切削が可能になります。
・5軸フライス加工:5軸フライス盤では、CNC加工部品をY軸を中心に回転させることができます。これにより、機械は1回の操作であらゆる方向から加工部品にアプローチすることが可能になります。また、より複雑な切削を行うためにオペレーターがCNC加工部品の位置を調整する必要がなくなるため、時間とコストの節約につながります。
1.3:CNC旋削:CNC旋削では、旋盤上で高速回転するCNC部品から材料が除去されます。円筒形の部品を作成する際によく使用されます。一般的な加工には、直線旋削、テーパー旋削、正面加工、溝加工、切削などがあります。
直線旋削:CNC加工部品を旋盤上で回転させながら、切削工具で一定の直径に成形します。シャフト、ピン、ロッドなどの基本的な部品の製造に使用されます。
テーパー旋削:CNC加工部品が高速回転するにつれて、切削工具が部品の直径を全長にわたって徐々に変化させます。これにより、部品はテーパー状または円錐形になります。
面削り:この工程では、CNC加工部品の端面から材料を除去します。これにより、フライス加工面が加工部品に対して完全に垂直になります。多くの場合、これは追加加工を行う前の最初のステップです。溝加工:これは、CNC加工部品の円周に凹状の溝を切削する工程です。この機能は、たとえばOリングを部品に組み込む必要がある場合に追加されます。
切断または分割 // この工程では、切削工具がCNC加工部品を完全に切断し、2つの部分に分割します。これにより、1つの材料から複数の部品を製造することが可能になります。
第3章:精密CNC加工部品はどのように機能するのか?
CNC加工は、形状を削り出す製造プロセスです。コンピュータ制御のセンターと工作機械を用いて、素材から材料を除去し、カスタム設計された部品を作成します。各工程において、CNC加工対象物(加工される材料)は、治具または工具を用いて所定の位置に固定されます。これにより、加工中に部品が動くのを防ぎます。ほとんどのCNC加工機には、さまざまな工具を保持できる回転テーブルが備わっています。工作機械は、オペレーターによる追加のセットアップなしに、加工プロセス中に必要に応じて工具を交換できます。これにより、時間とコストを大幅に節約できます。
CNC加工の基本的な3つのタイプは、穴あけ、フライス加工、旋削です。CNC穴あけ:ドリルは、CNC部品に円筒形の穴を加工するために使用されます。通常、これらの穴はネジやその他の留め具用です。通常、これらの穴はCNC部品の表面に対して垂直です。しかし、特殊なツールを使用すると、角度をつけて穴を開けることもできます。その他の一般的な穴あけ操作には、次のものがあります。•皿穴加工:このタイプの穴あけでは、段付き穴が作成され、ボルトまたはネジの頭が加工される材料の表面と面一になります。
・皿穴加工:皿穴加工は座ぐり加工に似ています。ただし、段付き穴ではなく、テーパー状の穴を作成します。これにより、ファスナーがCNC加工された部品の表面と面一になります。
・リーマ加工:リーマ加工とは、事前に開けられた穴の精度と滑らかさを向上させる加工です。航空宇宙産業や自動車産業でしばしば求められる厳しい公差と高品質な表面仕上げを、CNC工作機械で実現するのに役立ちます。
・タッピング:この加工では、事前に開けられた穴の内側にねじ山を刻みます。これにより、ボルトやネジを部品に取り付けることができます。
2. CNCフライス加工:この加工方法は、CNCを使用して回転する切削工具を制御します。CNC部品から材料を除去して完成品を作成します。フライス盤は、複数の角度で切削したり、複数の軸に沿って移動したりできます。
・3軸フライス加工:このタイプのフライス盤は、CNC部品が静止した状態で、部品の3つの面をX、Y、Z軸に沿って切削することができます。
・4軸フライス加工:このタイプのフライス盤は、3つの直線軸(X、Y、Z)に沿って切削できます。さらにA軸が追加され、CNC加工部品をX軸を中心に回転させることができます。これにより、3軸フライス加工では不可能な複雑で精密な形状の切削が可能になります。
・5軸フライス加工:5軸フライス盤では、CNC加工部品をY軸を中心に回転させることができます。これにより、機械は1回の操作であらゆる方向から加工部品にアプローチすることが可能になります。さらに、より複雑な切削加工のためにオペレーターがCNC加工部品の位置を調整する必要がなくなるため、時間とコストを節約できます。
3. CNC旋削加工:CNC旋削加工とは、旋盤上で部品を高速回転させながら材料を切削する加工方法です。円筒形の部品を作る際によく用いられます。一般的な加工工程には、直線旋削、テーパー旋削、端面旋削、溝加工、切削などがあります。
直線旋削:旋盤上で部品を回転させ、切削工具で一定の直径に加工する加工方法です。直線旋削は、シャフト、ピン、ロッドなどの基本的な部品の製造に使用されます。
テーパー旋削:部品が高速回転すると、切削工具がCNC部品の直径を徐々に変化させ、部品の長さに沿って徐々に変化させ、最終的にテーパーまたは円錐を形成します。
正面フライス加工:この加工では、部品の端面から材料を除去します。これにより、フライス加工面が部品に対して完全に垂直になります。これは通常、後続の機械加工を行う前の最初の工程です。
溝加工:部品の円周に溝を切削する工程です。例えば、Oリングを部品に組み込む必要がある場合などに、この機能が追加されます。
切断または分割:この工程では、切削工具によってCNC加工された部品が完全に2つの部分に分割されます。これにより、同じ材料から複数の部品を加工することが可能になります。
第4章:CNC加工の応用
精密CNC加工の用途は非常に広く、様々な産業で活用されています。CNC加工は、一般的な金属やプラスチックなど、多種多様な部品の製造に用いられています。
短納期、効率的な製造、そして使いやすさを兼ね備えたCNC加工は、試作品製作や少量生産に最適な選択肢です。CNC加工サービスは、航空宇宙、自動車、消費財、産業機器、医療機器、セキュリティ機器、小型家電製品、そしてテクノロジー分野など、幅広い分野で活用されています。
航空宇宙分野:安全性が最優先され、いかなる誤差も許されない航空宇宙産業では、精密CNC加工が広く用いられています。航空宇宙用途の部品には、高い精度が求められます。軽量化は最優先事項です。CNC加工は、アルミニウム、チタン、およびそれらの合金で作られた複雑な部品の製造によく用いられます。
自動車産業:航空宇宙産業と同様に、自動車産業も
精密さと軽量性を重視した部品が求められます。安全性も最優先事項です。プロトタイプ部品の開発と製造にはCNC加工が用いられます。金属は、エンジンブロック、トランスミッション、シリンダー、アクスルなどの外装部品に加工できます。プラスチックは、ダッシュボード、計器、トリムなどの内装部品に加工できます。自動車業界では、すべての部品が仕様を満たしていることを保証するために、厳格な品質基準が用いられています。サプライヤーもまた、厳格な品質プロセスに従う必要があります。
消費財:CNC加工は、消費財の試作品や量産部品の製造によく用いられます。例えば、家電製品の部品、調理器具、治具、スマートフォンやノートパソコンの筐体などが挙げられます。これらの部品は、強度と軽量性を兼ね備えたアルミニウムから加工されることが多いです。
医療分野:CNC加工は、その高い精度と正確性から、医療業界向けの部品製造に広く用いられています。例えば、医療処置やリハビリテーションで使用される器具や機器などが挙げられます。また、CNC加工部品は、股関節、膝蓋骨、ネジ、ピン、ロッドなどの埋め込み型医療機器の製造にも使用されます。CNC加工は、試作品製作から量産まで、製品ライフサイクル全体を通して活用されています。
技術:CNC加工は、新興技術分野における試作品製作や少量生産によく用いられます。短納期と低コストのセットアップにより、CNC加工はこの変化の速い業界にとって理想的な製造技術となっています。金型不要で迅速に生産できるため、部品の再設計も容易です。
産業分野:産業機器は、世界で最も過酷で極限的な環境下でその性能が試されます。こうした遠隔地で稼働する機械には、耐久性の高い部品が不可欠です。CNC加工は、極端な温度、腐食性環境、そして繰り返される衝撃に耐えうる部品を製造するために用いられます。
第5章:CNC加工時に考慮すべき要素
保持治具:CNC加工部品の形状によって、CNCマシン内での位置決め方法と必要なセットアップ量が決まります。部品を手動で再配置すると、エラーが発生する可能性が高まります。再配置は精度に影響を与えるだけでなく、プロジェクトコストの増加にもつながることがよくあります。円形または不規則な形状の部品は、加工前に所定の位置に保持するのが難しい場合があります。
工具の硬度:部品を切削する工具は、加工中に振動する可能性があります。工具の剛性が高いと、加工精度が低下する場合があります。
CNC加工部品の剛性:加工中に発生する温度や切削力によってCNC加工部品が振動し、変形が生じる可能性があります。設計仕様書で指定されているように、背の高い部分の肉厚を最小限に抑え、アスペクト比を最大にすることで、CNC加工部品の剛性低下を防ぐことができます。
工具形状:CNC工作機械は、先端が平らか丸みを帯びた管状の形状をしています。この形状のため、CNC加工部品の形状には制限が生じます。例えば、小型の工具を使用した場合でも、部品の内側の垂直角には半径が生じます。工具の形状上、鋭角な内側角を実現するのは難しい場合があります。鋭角な角を持つ部品が必要な場合は、ワイヤ放電加工(ワイヤーEDM)または型彫り放電加工(シンカーEDM)を使用する必要があるかもしれません。
工具接触:工具がCNC加工部品の表面に接触できない場合、部品の加工はできません。これは、内部形状を隠す必要のある部品や、アンダーカットの最大深さを制限する要因となります。複雑な形状、内部空洞、または深いアンダーカットを持つ部品については、金属3Dプリンティングをご検討ください。Fathom社は、ダイレクトメタルレーザー焼結(DMLS)技術を用いて高密度金属部品を製造できます。
材料硬度:材料硬度はCNC加工において重要な要素です。これは以下の点に大きく影響します。
切りやすい
工具の摩耗
処理速度
完成品の全体的な品質
硬い素材は、その素材が引き起こす摩耗に耐えるために、特別な工具を必要とすることが多い。
この種の加工には、超硬鋼工具ではなく、タングステンカーバイド製またはダイヤモンド製の専用工具を使用する必要があるかもしれません。不適切な加工方法を用いると、過熱や工具の摩耗を引き起こし、表面品質の低下につながる可能性があります。
加工が難しい硬質金属や合金製の部品が必要な場合は、製造パートナーがそれらを扱える専門知識を持っていることを確認してください。
第6章:CNC加工によって何が可能になるのか?
ラピッドプロトタイピング:CNC加工部品は数時間で加工できるため、部品設計の評価が容易になり、プロジェクトの市場投入までの時間を短縮できます。必要なのは、最新のCAD図面を作成するだけです。弊社がそれをCNCマシンを駆動するために必要なコードに変換します。
微細なディテールと厳しい公差:このプロセスで使用される工作機械はコンピュータ制御されているため、高精度かつ再現性の高い部品を大量に生産できます。優れた精度と再現性 // CNC加工は、厳しい公差を持つ複雑な部品の生産に使用できます。これは、航空宇宙、防衛、自動車などの高性能産業にとって非常に重要です。
幅広い材料選択:CNC加工は、耐久性のあるプラスチックや高強度軽量金属など、様々な種類の材料の加工に使用できます。お客様の特定のニーズに合わせて、多様な仕上げ方法が可能です。
設計変更が簡単:部品設計の更新は、CADファイルを修正し、CNCマシンを制御する新しいコードを生成するだけで完了します。追加のツールや準備は一切不要です。すぐに部品の新しいバージョンを更新して加工を開始できます。
第7章:CNC加工のメリットとデメリット
アドバンテージ :
CNC加工は精密な仕様で部品を製造可能:CNC加工は、射出成形や積層造形よりも高い精度と厳しい公差で、複雑な部品から単純な部品まで、幅広い種類の部品を製造できます。これにより、CNC部品の組み立てが容易になります。部品の形状を正確に位置合わせできるため、より確実に嵌合します。これは時間と無駄の削減につながります。
複雑な形状の加工能力:CNC加工プロセスと切削工具は、非常に高い精度と再現性で、多種多様な複雑な形状を製造できます。CNCマシンは非常に精密であるため、想像できるほぼあらゆるサイズと形状の部品を製造可能です。
試作品製作に最適:CNC加工は、部品のCAD図面データに基づいて行われます。数時間で高精度な試作品を製作できます。また、最終設計の改良を重ねることで、より迅速に量産体制に入ることができます。
材料選定:CNC加工サービスは、様々な種類の金属や合金、プラスチック、フェノール樹脂、硬質発泡体など、幅広い材料に対応可能です。
生産速度:自動化されたCNCマシンは、必要に応じて24時間稼働でき、人間の介入は不要です。つまり、より多くの人手を必要とする他の製造方法よりも、部品をより速く生産できるということです。
廃棄物の削減:手作業による機械加工では、正確な部品が完成するまで試行錯誤を繰り返す必要があることが多いのに対し、自動化されたCNCマシンは毎回同じ方法で部品を製造します。これにより、材料の無駄が削減されます。
手頃な価格:CNC加工は高度に自動化できるため、大量の部品を生産するのに必要な労働力が少なくて済みます。そのため、驚くほど手頃な価格で製造できる技術となっています。
デメリット
セットアップ時間:CNCプログラムの設定とCNCマシンの操作には、専門的な知識と訓練が必要です。部品によっては、加工中に位置決めや確実な保持を行うために、専用の治具や固定具が必要となる場合がよくあります。
設計上の制約:有機的な形状や不規則な形状は、CNC加工では製造が難しい場合があります。また、少量の部品しか製造しない場合、CNC加工は費用対効果が高くありません。製造コストと初期費用が比較的高額になります。
部品サイズの制限:部品が大きい場合、切断精度に多少の制限が生じる可能性があります。これは、部品の重量によって材料に圧力がかかり、変形が生じる可能性があるためです。また、保持装置で部品をしっかりと固定することが難しい場合もあります。
オペレーターエラー:CNC加工は自動化されていますが、作業設定を行うオペレーターのスキルと問題解決能力に大きく依存します。必要な部品の製造経験を持つ製造パートナーを見つけましょう。
部品形状の制限:CNC加工では、部品内部に空洞やコンフォーマル冷却チャネルを作成することはできません。これは、部品内部に工具を挿入できないためです。内面仕上げも問題となる場合があります。
第8章:CNC材料の選定
CNC加工に適した材料を選ぶことは、あらゆる加工プロジェクトにおいて最も重要な決定事項の一つです。切削工具による材料の挙動や、材料特性が最終結果に及ぼす影響を十分に理解する必要があります。材料は、加工の容易さと効率性を左右し、強度、硬度、熱伝導率といったCNC加工における主要な材料特性は、プロジェクト全体の成功に不可欠です。
CNC加工における材料選択は多岐にわたり、あらゆる種類の金属、プラスチック、複合材料があり、それぞれに独自の利点と課題があります。しかし、加工技術を理解すれば、これらの材料の選択は容易になります。加工技術とは、材料が切削、穴あけ、成形などの加工プロセスにどれだけ適しているかを示す用語であり、材料特性は材料の種類によって大きく異なります。適切な加工技術を用いて材料を選択することで、生産プロセスを効率化し、工具寿命を延ばし、最終製品の品質を向上させることができます。CNC加工における主要な材料特性には、強度、柔軟性、硬度、熱伝導率、耐食性などがあり、これらはすべてプロジェクトの状況に応じて慎重に評価する必要があります。例えば、鋼やチタンなどの金属は高い引張強度が評価され、大きな応力に耐える必要のある構造部品に最適です。一方、プラスチックは軽量で耐食性に優れているため、軽量化と環境性能が優先される用途で最有力候補となります。熱伝導率も材料選択において重要な役割を果たし、特に熱を発生する加工プロセスでは重要です。銅などの熱伝導率の高い材料は、効果的に熱を放散できるため、過熱のリスクを低減し、工具寿命を延ばすことができます。一方、熱伝導率の低い材料は、耐熱性が求められる用途に適している場合があります。硬度も、加工性能に大きく影響する要素です。一般的に、硬い材料は優れた耐摩耗性と耐久性を提供しますが、切削力が大きく、加工速度が遅くなるため、生産時間とコストが増加する可能性があります。耐腐食性も同様に重要であり、特に過酷な環境や反応性の高い環境にさらされるプロジェクトでは重要です。錆や腐食に強いステンレス鋼などの材料は、湿気や化学物質に長期間さらされる部品の製造によく使用されます。これらの材料特性の相互作用は、CNC加工プロジェクトの全体的な性能、コスト、および効率に影響を与える可能性があります。
金属加工用金属の選択に関するヒントとアドバイス 金属は、強度、耐久性、汎用性の高さから、最も一般的に使用される CNC 加工材料の一つです。しかし、適切な金属を選択するには、プロジェクトの特定のニーズを慎重に検討する必要があります。各金属には、生産効率、工具の摩耗、最終製品の品質に影響を与える独自の加工特性があります。アルミニウムや真鍮などの軟らかい金属は、優れた加工性で知られており、高精度と迅速な生産時間を必要とするプロジェクトに最適です。アルミニウムは、軽量で加工しやすいため、航空宇宙および自動車用途でトップの選択肢となっています。真鍮は、優れた機械加工性と耐腐食性のため、配管や電気部品によく使用されます。対照的に、ステンレス鋼やチタンなどの硬い金属は、比類のない強度と耐久性を提供しますが、加工がより困難です。これらの材料は、工具の摩耗を防ぎ精度を確保するために、特殊な切削工具、低い加工速度、高度な技術を必要とすることがよくあります。銅などの金属は放熱性に優れているため、温度管理が必要な用途に最適です。しかし、熱伝導率が高いため、加工時に課題が生じる場合もあり、慎重な工具選定と工程管理が必要となる。
最終的に、適切なCNC加工金属を選択するには、これらの要素とプロジェクトのニーズとのバランスを取る必要があります。材料の特性、加工方法、潜在的な課題を理解することで、生産プロセスを最適化し、コストを削減し、優れた結果を得ることができます。要約すると、適切なCNC加工材料の選択は非常に重要であり、プロジェクトの効率性、品質、費用対効果に直接影響します。加工を検討し、CNCアプリケーションに適した材料特性を評価し、加工金属を慎重に選択することで、プロジェクトの成功への道筋を立てることができます。金属、プラスチック、複合材料のいずれを加工する場合でも、これらの要素を理解することで、精度、性能、耐久性を確保できます。高度な加工ソリューションとして、PMTはESPRIT CAMソフトウェアと専門家によるトレーニングを提供し、CNC加工の複雑さに自信を持って取り組めるよう支援します。

第9章:仕上げオプション
後処理は、部品ごとに均一な外観を確保するための簡単な方法です。一部のCNC加工機では、加工後に部品に目に見える工具痕が残る場合があります。工具痕の程度は、材料やCNC加工方法によって、わずかなものから目立つものまで様々です。後処理は、プラスチック部品と金属部品の両方に利用可能です。これには、工具痕を除去するためのビーズブラスト処理や、希望の色を実現するための塗装などが含まれます。
標準機械加工仕上げ
タンブル
ビーズブラスト加工(砂またはガラス)
磨かれた
陽極酸化処理
化学膜
不動態化
粉体塗装
電解研磨
無電解ニッケルめっき
銀メッキ
金メッキ
絵画
プラスチック用仕上げ材 //
標準機械加工仕上げ
炎または蒸気による研磨(アクリルのみ)
粉体塗装
タンブル
絵画
第10章:カスタムCNC加工サービスに当社を選ぶ理由とは?
迅速で確実な配送
部品設計を迅速に統合し、短納期部品で製品開発を加速させましょう。当社の自動設計解析機能は、設計が製造現場に送られる前に加工が困難な箇所を特定し、製品開発サイクルの後半で発生する高額な手直し作業を回避します。
製造分析とオンライン見積もり
見積もり依頼のために3D CADファイルをアップロードしていただくと、弊社で部品の形状を分析し、高さのある薄い壁やねじ切りができない穴など、加工が困難な可能性のある特徴を特定します。
迅速な生産とサポート
信頼できる17年の経験を持つメーカーと、リーズナブルな価格で取引しましょう。お電話またはメールでいつでもご連絡いただければ、ビデオ会議で部品の発注、デザインに関するフィードバック、材料のご提案、その他ご質問にお答えいたします。
無限の容量
部品待ちによるダウンタイムをなくし、オンデマンドの代替要員と無限の製造能力によって、社内加工の安全性を確保します。
材料選定
当社では、様々な部品用途や産業に適した20種類以上のエンジニアリンググレードのプラスチックおよび金属材料を取り揃えています。取り扱い材料は、ABS樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、PEEKなどのプラスチックから、アルミニウム、ステンレス鋼、プラチナ、銅まで多岐にわたります。
高度な機能
当社の提携工場ネットワークを通じて、陽極酸化処理、より厳しい公差、そしてボリュームディスカウントをご利用いただけます。メッキ(黒色酸化処理、ニッケルメッキ)、陽極酸化処理(タイプII、タイプIII)、クロメート処理を大量生産でご提供し、±0.001インチ(0.020mm)までの公差に対応いたします。また、大量生産によるコスト効率の高い機械加工部品で、部品単価の低減を実現します。
