部品を作る必要がありますか？加工か機械加工か。多くの人は、これらの言葉を同じ意味であるかのように使っています。しかし、これらは全く異なるプロセスを表しています。その違いを知ることで、時間とお金を節約することができます。
製造は、切断、曲げ、溶接などの方法で金属部品を接合し、成形する。機械加工は、フライスや旋盤のような工具を使って、固い塊から材料を取り除く。製作は大型の組み立て部品や複雑な組み立て部品に適しており、機械加工は小型で精密な部品に適している。2つの方法が重なることもあるが、それぞれに長所がある。
加工も機械加工も金属を形作る。しかし、解決する問題は異なります。最適な選択は、部品のデザイン、材質、使用方法によって異なります。
ファブリケーションとは何か？
加工とは、原材料を成形し、接合することによって金属部品や構造物を作ることである。板金、棒材、管材を最終製品に仕上げる多くの作業が含まれる。加工は多くの場合、いくつかの工程を組み合わせ、1つの部品または完全な組立品を製造する。
ファブリケーションは、プロトタイプ、小ロット、大量生産に使用できる。エンクロージャーには薄板を、構造部品には厚板を使用する。
一般的な製造方法
使用する方法は、素材、厚み、デザインによって異なる：
- カッティング： この工程では、金属を適切なサイズと形状に分離する。道具は以下の通り。 レーザーカッター, プラズマ切断機, ウォータージェットまたは伝統的な鋏。
- 曲げ： プレスブレーキやローラーは、平らなシートを角度やカーブに成形する。 曲げ 強度が増し、余分な継ぎ目のないシンプルな構造になる。
- 溶接： このプロセスは、金属部品を溶かして融合させることで接合する。一般的なタイプは以下の通り。 ミグ, ティグそして スポット溶接.それぞれ異なる厚みや仕上げに最適です。
- 組み立てる： この工程では、さまざまな加工品を組み合わせて1つの製品にする。必要な強度とデザインに応じて、 アセンブリ ファスナー、リベット、接着剤、溶接を使うことができる。
メリットとデメリット
メリット
- 大きな部品や組立品に適している。
- 様々な形状や素材に柔軟に対応。
- 中量から大量生産に対応する費用対効果。
- 溶接と曲げ加工による強固な接合と構造。
デメリット
- 公差の厳しい機械加工よりも精度が劣る。
- 手作業が多くなり、一貫性に影響することもある。
- 溶接や組み立てによって歪みが生じたり、余分な仕上げが必要になる場合がある。
- 細かくて精巧な部品には向かない。
機械加工とは？
機械加工は、固体のブロック、棒、鋳物から材料を徐々に取り除くことによって部品を成形するプロセスである。切削工具を使用して、正確な寸法と滑らかな表面を作り出します。
機械加工は金属、プラスチック、複合材を扱う。プロトタイプ、少量生産、精度を必要とする大量生産部品に使用できます。
一般的な機械加工
- 製粉： 回転する切削工具がワークピースから材料を除去する。 フライス加工 スロット、穴、ポケット、複雑な3D形状を作成できる。
- 回っている： 固定された工具が材料を除去する間、ワークピースは回転する。 旋回 は、円筒形のシャフト、ロッド、ブッシングに最適です。
- 掘削： 回転ドリルビットは、さまざまなサイズと深さの丸穴を開ける。 掘削 は部品製造の初期段階であることが多い。
- 研削： 研磨ホイールは少量の材料を除去する。 研削 は、他の切削工具では不可能な滑らかな仕上げと許容公差を実現します。
メリットとデメリット
メリット
- 非常に厳しい公差で高精度。
- 複雑な形や細かいディテールを表現できる。
- 滑らかな表面仕上げは、余分な研磨の必要性を減らす。
- 軟質プラスチックから硬化鋼まで、さまざまな素材に対応。
デメリット
- 加工よりも材料の無駄が多い。
- 大きな部品や単純な部品で厳しい公差を必要としないものには遅い。
- 機械加工時間と工具の摩耗により、価値の低い部品のコストが高くなる。
- 熟練したオペレーターまたは高度なCNCプログラミングが必要。
ファブリケーションとマシニングの主な違い
加工は、金属を成形して部品や組立品に接合するもので、機械加工は材料を除去して精密な部品を作るものである。これらの違いを理解することで、プロジェクトに適した方法を選択することができます。
プロセス・ネイチャー
加工は金属を再形成し、組み立てる。板、管、板を切断し、曲げ、接合して部品や完全な組立品を作る。溶接、リベット、またはボルトが部品を接続する。複数の要素から部品を作るため、加工は付加的アプローチや組立アプローチに近い。
機械加工は減法である。固いブロックや棒、鋳物から始める。切削工具は、最終的な形状に到達するために徐々に材料を除去します。機械加工は、非常に高い精度を必要とする細かい部品に最適である。機械加工は、組立部品よりも単一部品に重点を置いています。
精度と公差のレベル
製造は中程度の精度を提供する。溶接や曲げ加工された部品は通常、数ミリ以内の公差に収まる。これは、ブラケット、フレーム、エンクロージャーなど、わずかな誤差が性能に影響しない場合に有効です。ファブリケーションは強度が高いが、完璧なフィットを必要とする複雑な部品には適さない。
機械加工は非常に厳しい公差を実現する。CNCフライスや旋盤は、日常的に1000分の1インチの精度を出すことができます。研削加工はさらに精度を向上させます。機械加工された部品は、加工では不可能な安定した結合を実現します。
素材の多様性と限界
加工は、シートメタル、プレート、チューブで最もうまくいく。これらの形状は、中型や大型の構造物に切断、曲げ、溶接するのが容易です。しかし、小さな特徴、薄い空洞、または非常に詳細な設計では、ファブリケーションは苦労します。また、金属によっては溶接性が悪く、選択肢が限られてしまうものもあります。
マシニング加工は、アルミニウム、スチール、チタン、プラスチックなど、さまざまな素材を扱う。適切な工具を使用すれば、硬化合金やエキゾチックメタルの切削も可能です。複雑な内部形状や入り組んだ細部を持つ部品には、機械加工が唯一の選択肢となることが多い。
生産スピードとスケーラビリティ
大型で単純な部品であれば、加工は速い。切断、曲げ、溶接は短時間で行え、治具は生産規模の拡大に役立ちます。スタンピングやフォーミングのような大量生産プロセスでは、何千個もの同じ部品を効率的に生産することができます。スピードとサイズが重要な場合、加工はコスト効率に優れています。
材料が段階的に除去されるため、加工に時間がかかる。複雑な部品は、より長いサイクルを要する。CNCマシンは繰り返し精度を向上させ、手作業を減らし、中規模から大規模の加工をサポートします。機械加工は、小ロットや高価値のパーツの場合、速度が遅くても競争力があります。
コスト
加工による材料の無駄が少ない。シートやプレートは、スクラップを最小限に抑えるようにレイアウトすることができる。溶接や組み立てにかかる労力はコストに上乗せされるが、自動化によってそれを削減することができる。大きな部品や公差の厳しくない単純な部品は、通常、製造の方が安価である。
機械加工では、材料が除去されるため、より多くのスクラップが発生する。工具の摩耗や機械加工時間の長さもコスト増につながる。熟練したオペレーターやプログラマーは人件費を上乗せする。しかし、精度が重要な場合、機械加工は高価格を上回る価値を提供します。
加工と機械加工：正しいプロセスの選択
どちらの方法も強力で信頼できる結果をもたらすが、それぞれに適した状況は異なる。適切なプロセスを選択することで、時間を節約し、無駄を省き、最終製品が期待通りの性能を発揮することを保証する。
考慮すべき要素
ファブリケーションは、切断、曲げ、溶接が必要なシート、プレート、チューブで作られた部品に最も適している。より大きな構造物や組立品に最適である。生産量が多い場合、公差が中程度の場合は特に、製作の方がより速くスケールアップでき、コストを抑えられることが多い。
機械加工は、複雑な形状や厳しい公差を持つ部品に適している。高精度で滑らかな仕上げが必要な場合は、機械加工が最適です。機械加工は、CNCマシンが大幅な工具の変更なしに設計を切り替えることができるため、少量から中量の部品には柔軟性があります。
どのような場合に加工を選ぶべきか？
部品が大きく、構造的で、板材や管材で作られている場合は、加工を選択する。強度と耐久性が必要なブラケット、ハウジング、フレーム、エンクロージャーなどに効果的です。中量または大量生産には、切断、曲げ、溶接などの加工法が、材料の無駄を最小限に抑えながら迅速な結果をもたらします。
機械加工を選ぶとき
機械加工は、部品に精密さ、細かいディテール、滑らかな表面が必要な場合に選択します。厳しい公差を満たすシャフト、ハウジング、カスタム継手などに最適です。機械加工は、CNC装置が設計変更に素早く対応できるため、試作品や少量ロットにも効果的です。
結論
製作と機械加工は金属加工には欠かせないものですが、そのニーズはそれぞれ異なります。製作は、より大きな構造物や組立品、中程度の公差を持つ費用対効果の高い大量生産に最適です。機械加工は、高精度、複雑な細部、滑らかな仕上げが要求される部品に適しています。この2つのどちらを選ぶかは、設計、生産量、予算、要求精度によって決まります。
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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。
