CNC (コンピュータ数値制御) 機械加工は デジタルデザインを正確な物理製品に変換する 基本的な製造プロセスですどんな CNC プロジェクト の 成功 も 材料 の 選択 に 大きく 依存 し て い ますこのガイドは,利用可能な材料,その特性,用途,および製造可能性について詳細な概要を提供します.プロジェクトについて情報に基づいた決定をするのに役立ちます..
1 CNC 材料 の 選択 に 関する 主要 な 要因
適正 な 材料 を 選べば,加工 プロセス と 完成 部品 の 性能 に 影響 する 幾つ か の 要因 を 慎重 に 考慮 する 必要 が あり ます.
1.1 機械化可能性
機械化可能性とは,道具の過度の磨きや損傷なしに材料を切断,形状付け,完成させることがどれほど簡単かを指す.機械化可能性が高い材料 (例えば,アルミ,生産性が向上する機械加工能力が低い材料は,しばしば専門的なツールと技術を必要とします.
1.2 メカニカルプロパティ
耐久性: 耐張力 (引き力 に 抵抗 する),圧縮 力 (粉砕 力 に 抵抗 する),強度 (着物 や 衝撃 に 抵抗 する) を 含む.異なる用途では 異なる強度特性が必要になります.
硬さ: 材料が表面の内穴や変形に抵抗する能力.硬い材料は耐磨性があるが,機械により挑戦的で,道具の磨きを加速させる可能性があります.
寸法 安定性: 材料 が 負荷,温度 変化,湿度 など の 様々 な 条件 に 応じ て 形状 や 寸法 を 維持 する 能力.これは精密部品にとって非常に重要です.
1.3 熱抵抗
熱耐性とは 材料が膨張したり収縮したり 変形することなく 温度変動に耐えられる程度を表します予測可能な熱膨張力のある材料は,温度変動を含むアプリケーションにとって極めて重要です.
1.4 耐腐食性
化学薬品や湿気,その他の環境要因による劣化に耐える能力ですステンレス スチール や PVC や PP の よう な プラスチック は,腐食 に 絶好 な 耐性 を 備える こと で 知ら れ て い ます.
1.5 費用の考慮
材料のコストが 主要な懸念事項です 金属は通常 プラスチックよりも高価ですが 初期費用と 加工可能性 ツールの磨き 必要な後処理そして最終部分の所有コスト.
2 CNC加工のための金属材料
金属は強度,耐久性,熱伝導性のためにCNC加工で広く使用されています.
| 材料の種類 | 共通合金/グレード | 主要な特性 | 典型的な用途 | 機械化能力評価 |
| アルミニウム | 6061, 6082, 7075 | 軽量で重量比も良く 耐腐蝕性も優れ 電気・熱伝導性も良い | 自動車部品 航空宇宙部品 消費電子機器 フレーム | すごい |
| 鉄鋼 | C45 (1045), 42CrMo4, St52-3 | 高強度,耐久性,そして良い耐磨性 | シャフト,ギア,道具,重用部品,自動車部品 | 善 と 公平 |
| ステンレス鋼 | 304, 316, 17-4PH | 腐食耐性も高い 耐久性も高い 衛生的な表面 | 医療機器,食品加工機器,船舶のハードウェア,化学薬品の容器 | 公平 から 困難 まで |
| 銅 | E-Cu57,Cu-ETP | 優れた電気と熱伝導性 抗菌性 | 電気部品 交換器 バスバー | フェア (ゴムもいい) |
| 青銅 | CuZn39Pb3 | 機械加工が上手く 腐食に耐える 装飾的な外見 | フィッティング,バルブ,ギア,楽器,装飾用ハードウェア | すごい |
| チタン | グレード2,グレード5 (6Al-4V) | 非常に高い強度/重量比 優れた生物互換性 絶妙な耐腐蝕性 | 航空宇宙部品 医療インプラント 高性能エンジニアリング部品 | 難しい |
| マグネシウム | AZ31B,AZ91D | 非常に軽量で 強い重量比で 緩衝能力も良い | 自動車用支架,航空宇宙用部品,電子機器のホース | 良さ (注意:燃やす可能性のあるチップ) |
3 CNC加工のためのプラスチックとポリマー材料
プラスチックには軽量性 耐腐蝕性 電気隔熱性 機械加工が簡単という利点があります
| 材料の種類 | 共通名 | 主要な特性 | 典型的な用途 | 機械化能力評価 |
| ABS | アクリロニトリルブタディエンスタリン | 頑丈で衝撃に耐える 機械性能が良い 低コスト | プロトタイプ 消費者向け製品 自動車の装飾品 | すごい |
| ポリカルボネート (PC) | レキサン,マクロロン | 高い衝撃強度 光学透明性 熱耐性 | 安全ガラス 防具 電子ディスプレイ 照明装置 | 良かった |
| アクリル (PMMA) | プレキシグラス | 高い光学透明度,光沢のある表面,耐候性 | 標識,ディスプレイ,レンズ,窓,衛生用品 | 良かった |
| POM | アセタル デリン | 高硬さ,低摩擦,優れた寸法安定性,良い耐磨性 | 歯車,ベアリング,スライダー,固定装置,精密機械部品 | すごい |
| ナイロン (PA) | ポリアミド | 頑丈で耐磨性があり 疲労に耐性があり 潤滑性があります | 歯車,ブッシング,ロール,ヒンジ,構造部品 | 良かった |
| PEEK | ポリエーテルエーテルケトン | 特殊な熱と化学的耐性 高い機械的強度 生物互換性 | 航空宇宙 自動車 医療 インプラント 高温装置 | 公平 から 良い まで |
| PTFE | テフロン | 非常に低摩擦,優れた化学抵抗,高熱耐性 | 密封器,密封器,ベアリング,隔熱部品,化学加工部品 | 難しい (柔らかい) |
| HDPE | 高密度ポリエチレン | 化学耐性があり 湿度吸収が低く 頑丈です | タンク,液体貯蔵庫,切断板,履き心地帯 | 良かった |
| PVC | ポリビニル塩化物 | 頑丈で強度が良い 炎阻害性 費用対効果が高い | 配管管,バルブ,フィッティング,電池用箱 | 良かった |
| FR-4 | エポキシラミネートガラス | 高強度 絶好の電熱隔離 耐火性 | PCBボード 電気隔熱部品 固定装置 | 硬い (磨き用) |
FR-4に関する注:エポキシ樹脂と織物ガラス繊維の複合物であるFR-4は,特別な注意が必要です.ガラス繊維の含有量は非常に磨剤性があり,重要なツールの磨損を引き起こす58.カルビッド ツール または 複合材 に 特別 に 設計 さ れ た ツール を 使う こと が 必須 です機械加工は,操作者の安全のために効果的な抽出システムを必要とする微細な塵も生成します.
4 先進 な 複合 材料
- 複合材料 (CFRP,GFRPなど): 非常に高い強度対重量比と硬さを提供します. 磨削性があり,デラミネートまたは磨損する傾向があるため,機械に挑戦します.
- 超合金 (例えば,インコネル,ハステロイ): 非常に高い温度で強度を維持し,優れた耐腐蝕性を提供します.これらは機械加工が非常に困難です.特殊な道具や技術が必要である.
- タングメンとモリブデン:非常に高密度で溶融点. 放射線遮蔽や高温炉などの特殊用途に使用される. 脆くて機械に挑戦する.
5 材料の選択方法
適切な素材を選ぶことは 体系的なプロセスです
- 適用要件を定義する:機能,負荷条件 (静的,動的,衝撃),操作環境 (温度,化学物質,湿度),および必要な使用寿命.
- 重要な性質を特定する:必須の性質 (強度,導電性,透明性,FDA準拠性) を優先する.
- 製造 制約 を 考慮 する: 機械 化 能力, 必要 な 容量, 表面 仕上げ 必要 性, 入手 できる 予算 を 評価 する.
- 評価とショートリスト:上記の基準に基づいて候補材料を比較する.プロトタイプ作成は,最終的な検証のためにしばしば価値があります.
