適切な製造工程を選択することは必ずしも容易ではありません。プロジェクトにはそれぞれ独自のニーズがある。高精度と複雑な設計を必要とするものもあれば、迅速な生産と低コストを重視するものもあります。CNC機械加工と板金加工には、部品の製造方法と全体的な性能に影響を与える独自の利点があります。
この記事では、この2つの方法の主な違いについて、そのプロセス、材料、性能に焦点を当てて検証します。適切な方法を選択することで、品質を向上させ、時間を節約し、プロトタイプから最終製品までの生産をより効率的にする方法を学ぶことができます。
CNC 加工とは何ですか?
CNC加工 は、固体ブロックから材料を除去して部品を形成するプロセスである。金属やプラスチックの塊から始まり、段階的に材料を取り除き、最終的な形状を明らかにする。機械は、CADモデルとCAMプログラムからのデジタル指示に従って動作する。これらのプログラムは、切削工具の経路をガイドし、どこでどのように動くかを正確に示します。
代表的な業務 フライス加工, 旋回, 掘削そして タッピング.フライス加工では、回転する工具を使って材料を切削する。旋盤加工は、固定された工具が丸い形に成形する間、加工物を回転させます。穴あけは、きれいで正確な穴をあけます。この高度な制御により、CNCマシニングは、複雑な設計であっても、優れた精度で一貫性のある部品を製造することができます。
CNC加工の主要材料
CNCマシンはさまざまな素材に対応し、性能と外観の両方で柔軟性を提供します。アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮、チタン、銅などの金属は、その強度と耐久性のためによく使用されます。アルミニウムは軽量で耐食性に優れているため、さまざまな産業でよく使われています。ステンレス鋼は熱や応力に強く、要求の厳しい用途に最適です。
ABS、ナイロン、POM（デルリン）、PTFE（テフロン）などのプラスチックも人気のある選択肢です。これらは、絶縁性、低摩擦性、耐薬品性が必要な部品に役立ちます。最適な材料は、部品の用途、必要な強度、必要なコストによって異なります。
CNC加工の強みと利点
CNCマシニングは、卓越した精度と一貫性を提供します。公差は±0.005mmと厳しく、ぴったりと合わなければならない部品に最適です。また、手作業では困難または不可能な複雑な形状にも対応できます。
表面仕上げも強みのひとつだ。機械加工された部品は滑らかに仕上がることが多く、余分な仕上げ作業の必要性を減らすことができる。このプロセスはまた柔軟で、設計の更新や少量生産のためにプログラムを簡単に変更することができ、試作品と本格的な製造の両方をサポートします。
CNCマシニングは、簡単に曲げたりプレスしたりできないような丈夫な素材にも適しています。溶接や接合の必要がなく、強固でしっかりした部品を作ることができます。そのため、強度、精度、耐久性が要求される用途で頼りになります。
制限と考慮事項
CNCマシニングは、その精度の高さにもかかわらず、特に大量生産品や薄板部品の場合、必ずしも最速・最安の選択とは限りません。CNCマシニングでは、材料を成形する代わりに取り除くため、無駄が多くなる可能性があります。
工具の摩耗も要因のひとつだ。チタンのような硬い金属を切削する場合、工具の磨耗が早くなり、メンテナンス費用が高くなります。また、複雑な部品は、複数のセットアップや特殊な工具を必要とする場合があり、製造時間とコストを増加させる可能性があります。
設計者は肉厚と形状に注意を払うべきである。ポケットが深かったり、断面が薄かったりすると、加工が難しくなります。設計をシンプルに保ち、効率的なツールパスを計画することで、コストを削減し、納期を改善することができます。
板金加工とは？
板金加工 は、金属を除去するのではなく、金属を成形するプロセスである。レーザーカッター、プラズマカッター、タレットパンチなどの工具を使って、目的の形に切断された平らなシートから始まる。切断された部品は、プレスブレーキや折り曲げ機を使って曲げ加工される。
設計がより複雑な構造を必要とする場合、部品は以下の方法で結合することができる。 溶接, リベットまたは固定。組み立て後 表面仕上げ 金属を保護し、外観を向上させるために、粉体塗装、陽極酸化処理、メッキ処理などが施されることがある。
板金加工でよく使われる材料
板金加工では、強度、重量、環境への配慮に基づいて選択されたさまざまな材料が使用される。
- スチール:丈夫で長持ち、工業部品や構造部品に最適。
- ステンレス:錆びにくく、きれいな外観で、食品、医療、アウトドア製品に適しています。
- アルミニウム:軽量で成形しやすく、耐食性、耐熱性が要求される部品に最適。
- 銅と真鍮 は装飾や電気的用途によく使われる。
- 亜鉛メッキスチール:スチール製で、湿気の多い場所や屋外での使用に耐えるよう亜鉛メッキが施されている。
板金加工のメリットと利点
板金加工は、試作品にも大量生産にも柔軟に対応します。迅速な設計調整と、小ロットから大量生産までのシームレスな拡張が可能です。材料を除去するのではなく成形するため、無駄を最小限に抑え、製造コストを低く抑えることができます。
また、この方法は幅広い仕上げに対応しており、メーカーが機能とスタイルのバランスを取るのに役立っている。最新のレーザー切断機とCNCベンディングマシンは、優れた精度と再現性を提供します。複雑なアセンブリーも、特別な工具をほとんど必要とせず、短時間で完成させることができます。
成形部品は、強靭で連続した表面と剛性の高いエッジを持ち、構造強度を向上させます。そのため、高荷重や振動、繰り返しの使用にも耐えることができます。
欠点と課題
板金加工にも限界がある。厚みのある部品や立体的な部品、あるいは内部に深い特徴のある形状には最適ではない。肉厚が均一でシンプルなデザインに最適です。
曲げ加工では、表面にマークやインプレッションが現れることがあり、目に見える部分には研磨や仕上げが必要になります。厳しい公差を達成することは、CNC機械加工に比べ、特に非常に小さい部分や細かい部分において、より困難な場合があります。
カスタム金型は、設計がユニークな場合、セットアップコストを引き上げる可能性があります。エンジニアはまた、正確な寸法を確保するために、曲げ許容範囲と材料のスプリングバックを考慮する必要があります。入念なプランニングは、コストと生産時間をコントロールしながら精度を維持するのに役立ちます。
CNC機械加工と板金加工：その違いとは？
CNCマシニングとシートメタル・ファブリケーションの違いを理解することで、プロジェクトに最適なプロセスを選択することができます。それぞれの方法には、コスト、精度、材料の使用量、生産スピードの面でそれぞれの利点があります。
コストへの影響と分析
CNC加工は通常、コストがかかる。固体ブロックから材料を切り離すため、原材料の大部分が廃棄物となる。そのため、チタンや銅のような高価な金属を使用する場合、コストが高くなる。プログラミング、セットアップ、工具の摩耗も全体的なコストに加算されるため、大量生産では効率が悪くなる可能性がある。
板金加工は、大ロットや軽量部品の場合、より手頃な価格でできることが多い。材料を効率的に使用し、無駄を最小限に抑えます。切断や曲げ加工にかかる時間は、詳細な3D形状の機械加工にかかる時間よりも短く、労力と機械工数の両方を削減できます。このため、多くの生産工程では、板金加工の方が費用対効果の高い選択となります。
寸法能力と公差
CNCマシニングは非常に高い精度を提供します。公差は±0.005mmと厳しく、完璧なアライメントやフィットが必要な部品に最適です。また、穴、ねじ、深い空洞など、成形法では難しい複雑な形状にも対応できます。
板金加工は一般的に正確であるが、より広い公差の範囲内である。曲げ加工や成形加工では、材料のスプリングバックや内部応力により、当然ながらわずかなばらつきが生じます。エンジニアは設計時にこれらの変化を考慮し、部品が機能的なニーズを満たすようにします。
材料特性と性能
CNCマシニングは、金属、プラスチック、複合材など、さまざまな素材に対応します。熱や圧力を加えることなく材料を除去するため、材料本来の強度と密度が保たれます。そのため、高荷重や応力に耐えなければならない強固で強度の高い部品に最適です。
板金加工は主に、アルミニウム、ステンレス鋼、軟鋼など、切断や成形が容易な金属を利用する。部品は薄くなるが、曲げや折り目によって強度が増し、剛性が増す。そのため、加工された部品は軽量だが、エンクロージャーやパネル、構造部品に使用するには十分な強度を持つ。
生産スピードとリードタイム
板金加工は通常、特に複数の同一部品の場合、より速い。最新の機械は、わずか数分でシートを切断し、曲げることができます。一旦平坦なパターンが出来上がれば、段取り時間をほとんどかけずに生産規模を拡大するのは簡単です。
CNC加工は、各パーツが個別に作られるため、時間がかかる。このプロセスには、プログラミング、セットアップ、段階的な切削加工が含まれるため、特に複雑な形状の場合、生産時間が長くなる。しかし、迅速な設計変更が可能で、テストや調整が必要な試作品には最適です。
デザインの柔軟性と複雑性
CNCマシニングは設計の自由度が高い。成形加工では困難または不可能な、詳細な3D部品、深いポケット、滑らかな輪郭を作り出すことができます。機械部品、ハウジング、精密部品など、形状が厳しい部品に最適です。
板金加工は、平らなパターンに曲げや折り目をつけたデザインに最適です。ボックス、ケーシング、ブラケットなど、強度と軽量性を兼ね備えた製品に適しています。しかし、設計者は、品質と一貫性を確保するために、最小曲げ半径や均一な厚みを維持するなどの特定のガイドラインを遵守する必要があります。
| カテゴリー | CNC加工 | 板金加工 |
|---|---|---|
| プロセスタイプ | 減法的製造（材料が取り除かれる） | 成形製造（材料を切断し、曲げ、成形する） |
| 材料の使用 | ソリッドブロックからの切断のため、材料廃棄が多い | 材料をより効率的に使用し、廃棄物を減らす |
| コスト効率 | 大量生産ではコストが高いが、少量生産や精密部品には理想的 | 中規模から大規模バッチでより高い費用対効果 |
| 精度と公差 | 極めて厳しい公差（±0.005mm可能） | 精度は良いが、成形により公差が広がる |
| 適切な素材 | ほとんどの機械加工可能な材料（金属、プラスチック、複合材） | 曲げたり成形したりできる金属（スチール、アルミニウム、ステンレススチール） |
| 部品強度 | 堅固で緻密、耐荷重部品に最適 | 軽量かつ強固な補強材 |
| 生産速度 | 特に複雑な部品のサイクルタイムの短縮 | より迅速な生産とリードタイムの短縮 |
| デザインの柔軟性 | 複雑な3D形状や詳細なフィーチャーを作成可能 | ボックス、パネル、ブラケットなどの平面または折りたたみデザインに最適 |
CNC機械加工と板金加工：正しいプロセスの選択
プロジェクトごとに優先順位は異なる。正確さと複雑さを重視するものもあれば、スピードとコスト削減を目指すものもある。コスト、ボリューム、デザイン、機能によって両プロセスを比較することで、どちらがお客様のニーズに最も適しているかを判断することができます。
料金
CNC加工は通常、コストがかかる。工程に時間がかかり、追加の材料が必要になり、工具の定期的なメンテナンスが必要になる。部品ごとにセットアップが必要なため、時間と費用がかかる。このため、CNC加工は高精度の部品や少量生産に最適です。
対照的に、板金加工は大量ロットの場合、より費用対効果が高い。切断と曲げのプログラムが準備できれば、部品あたりの追加コストはほとんどかからず、生産は迅速に進む。材料の使用は効率的で、自動化によって人件費はさらに削減される。
大規模なプロジェクトでは、製作の方が単価が安い。しかし、機械加工は、精度や複雑な形状が主な目的である場合には、優れた価値を提供します。
音量
生産量は、適切な方法を選択する上で重要な役割を果たします。CNCマシニングは、特に柔軟性と精度がスピードよりも重要な場合、少量から中量の生産に適しています。新しい工具や金型を必要とせず、迅速な設計変更が可能です。
板金加工は、中量から大量生産に適している。セットアップが完了すれば、各部品を迅速かつ一貫して製造することができます。自動レーザー切断機とプレスブレーキは、精度を維持しながら効率的に大量に処理することができます。
迅速な納期と拡張性が必要な場合は、機械加工が有利です。柔軟性と詳細な精度が必要な場合は、機械加工が適しています。
デザイン
CNCマシニングは、デザイナーに創造的な自由を与えます。深い空洞、微細なねじ山、詳細な3D形状を作り出すことができます。これらの機能は、タイトフィット、強力な機械的性能、または複雑な形状を必要とする部品に最適です。
板金加工は、成形前に平坦なパターンとしてレイアウトできる設計に最適です。曲げ、折り曲げ、フランジは、余分な材料を追加することなく強度を高めます。そのため、エンクロージャー、パネル、ブラケットなど、軽量でありながら頑丈な部品に最適です。
厚いソリッドパーツや詳細な内部形状を含む設計の場合は、機械加工が適しています。薄肉や成形形状をベースとする場合は、加工がより賢明な選択となります。
関数
部品の用途によって、どの工程が最適かが決まることがよくあります。CNCマシニングは、高荷重や精密な組み立てに対応できる、堅牢で剛性の高い部品を製造します。正確な寸法要件を満たす必要がある固定具、ハウジング、コネクターによく使用されます。
板金加工は、強度と保護機能を備えた軽量構造に重点を置いています。カバー、フレーム、サポート部品など、重すぎず強度を必要とする部品に最適です。曲げ加工により剛性が増し、応力下でも部品の形状を保つことができる。
精度と耐久性が主な目標である場合、機械加工が好まれます。軽量化とコスト効率を優先する場合は、板金加工がより良いバランスを提供します。
結論
CNC機械加工と板金加工は、どちらも現代の製造業において重要な役割を果たしている。CNC機械加工は、高精度、堅牢な部品、複雑な形状の製造能力を提供し、少量生産や複雑なプロジェクトに最適です。一方、板金加工は、短納期、効率的な材料使用、大型または軽量コンポーネントの低コスト化を実現します。
最適な選択は、プロジェクトの設計、材料、生産目標によって異なります。各工程の性能を理解することで、予算内で品質基準を満たす部品を作ることができます。
次のプロジェクトに理想的なアプローチを選択するためのガイダンスをお探しですか？ 図面または3D CADファイルを今すぐアップロード.当社のエンジニアリングチームが、製造可能性、コスト、リードタイムについてお客様の設計を分析し、24時間以内にフィードバックをお送りします。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
