CNC加工材料：適切な材料の選び方

CNC加工材料の選択に影響を与える要因

機械的性質

身体を強くする

CNC 切断用の材料を選択する場合、強度が重要です。強度によって、材料が変形する前に耐えられる最大荷重が決まります。

硬度

材料の硬度は、表面の変形に対する耐性によって測定されます。材料が複雑であればあるほど、摩耗に対する耐性が高くなります。そのため、摩擦や研磨の用途に最適です。

延性

材料を破壊せずに塑性変形させる能力を弾性と呼びます。延性が高い材料は大きな変形に耐えることができます。

熱特性

耐熱性

耐熱性は、特性を失うことなく高温に耐える材料の能力を測定します。エンジン部品や産業機械など、高温にさらされる部品には不可欠です。

熱膨張

材料の熱膨張とは、加熱されたときの膨張率です。熱膨張率が低い材料は寸法安定性を維持するため、温度が変動する環境で好まれます。

電気特性

伝導率

電気伝導率は、材料の電気伝導能力の尺度です。電気部品や配線は、銅やアルミニウムなどの導電性の高い材料で作られています。

絶縁

絶縁材料は、電子部品を保護し、安全性を確保するために不可欠です。これらの材料は、絶縁体、ハウジング、およびその他の電気絶縁用途に使用されます。

耐薬品性

耐食性

耐腐食性は、電気化学反応や化学反応などの反応に耐える能力です。この特性は、化学処理や海洋用途など、過酷な環境にさらされるコンポーネントにとって不可欠です。

化学的安定性

化学的安定性とは、化学反応に抵抗する材料の能力です。化学的に安定した材料は、強力な化学物質や溶剤にさらされる用途に必要です。

コストの考慮

適切な材料を選択する際には、材料のコストが重要な要素となります。プロジェクトの実現可能性を高めるには、パフォーマンスと予算の制約とのバランスを取ることが重要です。高性能材料は優れた特性を備えていますが、多くの場合、高価です。決定を下す前に、費用対効果の関係を評価することが重要です。

CNC加工材料の課題と解決策

加工性

金属

チャレンジ： 鋼、チタン、アルミニウムなどの金属は、さまざまな程度に加工可能であり、工具の摩耗や 仕上げる. 

解決：

• より硬い金属の場合は、超硬工具またはセラミック工具を使用します。
• 金属の種類ごとに切断速度と送りを最適化します。
• 熱を減らして加工性を向上させるのに適した冷却剤を使用してください。

プラスチック

チャレンジ： 熱が蓄積すると、プラスチックが溶けたり、変形したり、仕上がりが悪くなる可能性があります。 

解決：

• きれいな切断を実現するには、高速度鋼または超硬工具を使用します。
• 高速で切断を続け、溶解を防ぐために適切な冷却を確保してください。
• 熱と変形を抑えるために工具を研ぎましょう。

表面仕上げ

チャレンジ： 材料の特性、工具の摩耗、不適切な加工パラメータなどにより、滑らかな表面を実現することが困難になる場合があります。 

解決：

• 金属を機械加工した後は、細かい粒子の研磨剤または研磨剤を使用してください。
• 使用するツールが鋭利であり、加工する材料に適していることを確認してください。
• 速度、送り、切削深さなどの加工パラメータを調整して、表面仕上げを最適化します。
• 冷却剤は熱を下げ、材料が工具にくっつくのを防ぐために使用できますが、仕上げに悪影響を与える可能性があります。

ツールの寿命と摩耗

チャレンジ： 工具の摩耗は CNC 加工における重大な問題であり、精度、表面仕上げ、生産性に影響を及ぼします。 

解決：

• セラミック、炭化物、ダイヤモンドコーティングされた工具など、耐摩耗性に優れた高品質の材料を使用する必要があります。
• 適切な冷却システムを使用して、ツールの摩耗を減らし、熱を管理します。
• ツールを定期的に交換して点検し、良好な状態を保つようにしてください。
• ツールの摩耗を加速させる過度に積極的な設定は避けてください。
• さまざまな材料の摩耗パターンに合わせてツールパスを調整します。

結論

適切な CNC 加工材料を選択することで、プロジェクトの成功が決まります。プロジェクトの要件を慎重に評価し、材料の特性を理解することで、製品の耐久性と品質を向上させることができます。

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よくあるご質問

CNC プロジェクトに最適な材料は何ですか? また、それをどのように選択すればよいですか?

材料を選択する際には、プロジェクトの機械的、電気的、化学的、および熱的要件を考慮してください。必要な表面仕上げを考慮し、コストと入手可能性を比較検討してください。適切な選択を行うために、CNC の専門家に相談してください。

CNC 加工にプラスチックや金属を使用する利点は何ですか?

金属は軽量で耐腐食性があり、用途が広いため、重量が重視される用途に適しています。プラスチックは軽量で耐腐食性があります。また、用途が広く、軽量で過酷な環境が求められる用途にも適しています。

材料選択は CNC 加工コストにどのような影響を与えますか?

原材料の価格、加工時間、工具の摩耗などが材料費に影響します。加工性に優れた材料は安価ですが、チタンなどの金属は高価になる場合があります。

現在 CNC 加工で使用されている最新の材料は何ですか?

これらの材料には、CFRP などの複合材料、PEEK や PEI などの高性能プラスチック、金属合金などがあります。これらの材料は、特殊な用途向けに強化された強度と化学的および熱的安定性を提供します。

その他のリソース

CNC加工用金属の種類 – 出典: Xometry

CNC加工における表面仕上げ – 出典: HUBS