CNCアルミニウムプロトタイピングのクイックガイド
アルミニウムでのCNCプロトタイピングには、かなりのメリットがあります。
より簡単な材料からステップアップすることで、さまざまな業界で新しいアプリケーションを開くことができます。 CNC機械加工で最も一般的な材料の1つであるアルミニウムは、プロトタイピングに理想的な材料であり、その機能を社内に持ち込むことは確かに検討する価値があります。事業が提供する業界や必要な部品によっては、それが必要になることもあります。
それに飛び込むと、アルミニウムについて学ぶための目まぐるしい量の情報があります。 CNCアルミニウムのプロトタイピングがあなたにとって何を意味するのかを簡単かつ完全に把握するために、CNCアルミニウムのプロトタイピングに関するガイドラインとヒントに従ってください。
アルミニウムで機械加工される製品の種類は？
多くの製品がアルミニウムで機械加工されており、さまざまな産業を代表しています。
特定の製品を製造するためにアルミニウムを機械加工する垂直市場はたくさんありますが、最も普及しているものの1つは電子産業です。製造される製品は、産業用制御エンクロージャ、ヒートシンクとフレーム、ラップトップまたは携帯電話の本体などです。ボリュームボタンなど、一見マイナーなコンポーネントでさえ、プラスチックよりも高級感を与えるためにアルミニウムで作られることがよくあります。
>金型メーカーもアルミニウムのプロトタイプに依存しています。要求が少なく、金型の寿命が重要でない場合、焼入れ鋼から金型を作成する場合に比べて、アルミニウム金型を作成する時間を大幅に節約できます。アルミニウムは、射出成形金型を構築するコストのかかるプロセスとは対照的に、炭素繊維または熱成形金型にも使用できます。
航空宇宙および防衛産業は、レーダーボードや構造部品のエンクロージャーなど、アルミニウムで機械加工された部品も調達しています。さらに、自動車部門は、パネル、インテリアトリム、ハードウェアなどの自動車部品の大量生産をアルミニウム加工に依存しています。
プロトタイピングに使用されるアルミニウムの種類は？
CNCアルミニウムのプロトタイピングは、万能の提案ではありません。いくつかの業界やR＆Dラボは、特定の製品の重要な部品を製造するためにアルミニウムのプロトタイピングに依存していますが、その仕事に最適なタイプのアルミニウムを評価することが重要です。
米国で最も広く使用されているアルミニウムのグレードとして知られている6061は、プロトタイプまたは製造のニーズに人気があります。
なぜですか？
機械加工や溶接の際の取り扱いが簡単であることに加えて、6061アルミニウムは製造に理想的な材料です。鍛造または押し出しが可能で、強度と重量の比率が高く、広く市販されており、手頃な価格です。これらの理由から、多くの業界では、さまざまな用途に6061アルミニウムを好みます。
プロトタイプに構造的に硬くて硬いアルミニウムが必要な場合は、7075アルミニウムへのステップアップが必要になる場合があります。当然のことながら、このより強力なアルミニウムは、銃器や航空宇宙部品の製造に適しています。これは、強度が追加されているにもかかわらず、7075が6061と同等の軽量であるためです。
5052のような低いグレードは、6061といくつかの類似点を共有しますが、よりソフトです。これにより、電子パネル、特に機械加工後に部品を曲げる必要があるフロントパネル作業に最適です。
3000シリーズのアルミニウムのように、さらに低いグレードがあります。 3000は元素的に純粋なアルミニウムに近いため、非常に柔らかく、粘着性があります。その後、一般的なCNCマシンで加工することははるかに困難です。ただし、DATRONで3000シリーズのアルミニウムをフライス盤にすると、優れた結果が得られます。これらの種類の材料で動作するように設計された切削工具と高速スピンドルを使用すると、作業が大幅に簡単になります。
もう1つの一般的なアルミニウムグレードはMIC-6で、平坦性に厳しい公差が必要な場合に使用するために特別に設計されています。多くの場合、これはツーリングプレートと呼ばれ、アルミニウム製の固定プレートが必要な場合に理想的です。アルミニウム製の固定プレートを粉砕したり、平らに研磨したりする必要がなく、反りが心配な場合（詳細は後で説明します）。 MIC-6には、高レベルの平坦性を維持するための適切な特性があります。
多くの異なるアルミニウムシリーズが利用可能ですが（そしてすべてが独自に必要です）、CNC機械加工では6061を優先して全体的な好みが低下することがわかります。
CNCアルミニウムプロトタイピングプロセスを理解する
CNCアルミニウムのプロトタイピングのプロセスを理解するには、手順を段階的に説明することが役立ちます。最初のCAD/CAMプロセスから始めて、完成したパーツに向かって作業していきましょう。ここに私たちのトップのヒントがあります：
製造可能性のために部品を設計します。当たり前のように思えるかもしれませんが、部品がエンジニアリングまたは美的配慮のみを念頭に置いて設計されていることはよくあることです。深すぎるフィーチャー、きつすぎる公差、または製造不可能なフィーチャーがないことを確認してください。丸い道具で角の内側を正方形に切ることはできないことを忘れないでください！
使用するアルミニウムのグレードを決定します。オプションを検討し、ニーズに最適なグレードを決定してください。高い力に耐える部品には、有限要素解析（FEA）ソフトウェア（Autodesk Fusion 360など）を利用します。資料を選択すると、今後のすべての決定に影響します。
アルミニウムグレードをロックダウンすると、切削工具の選択を開始できます。仕事を遂行するために利用可能な最短のツールを常に選択してください。手持ちの長い工具を使用する方が短い工具を注文するよりも便利に思えるかもしれませんが、完成した部品がチャタリングマークで覆われていると、決定を後悔します。これは工具のたわみの明らかな兆候です。
また、ツールを決定する前に、CNCマシンの構成を検討してください。典型的な低RPMの機械は、フルート数の多い工具の恩恵を受けますが、効率が低く、切削抵抗が高くなります。 DATRONのような高RPMCNCマシンでは、切削抵抗を減らし、優れた切りくず排出を可能にするために、フルートカウントの少ない工具（理想的にはシングルフルート）が適しています。
選択したツールの武器を使って、フィードと速度について話し合うときが来ました。なじみのない人にとっては、送りと速度を理解することは困難な作業になる可能性があります。
幸いなことに、初心者向けの優れたリソースがあります。工具メーカーは、正しい軌道に乗るための送りガイドと速度ガイドを提供しています。 ProvenCutのようなサービスは、使用しているマシンに基づいて大量の情報を提供します。これにより、フィードの設定と速度の向上が簡単になります。 DATRONは、作成している機能だけでなく、使用しているマシン構成に基づいた情報を提供する包括的なカッティングガイドも提供します。
作成する作品に適した器具を選択してください。たとえば、真空テーブルは大きなシート材に最適です。小さいまたは奇妙な形状の部品には、空気圧式または機械式の万力が必要になる場合があります。複雑な多面部品は、4番目または5番目の軸に最適な場合があります。
切りくず排出には適切な工具を選択することが重要ですが、適切な冷却システムを使用することがさらに重要になる場合があります。アルミニウムの場合、噴霧された蒸発冷却剤は優れたクリーンなオプションですが、フラッド冷却剤、ミストオイル、またはエアブラストも許容されます。どちらを使用する場合でも、チップがカット領域からできるだけ早く排出されるようにしてください。
ツールに関する最後のヒント：アルミニウムをフライス盤加工するときは、コーティングされていないツールを検討してください。コーティングされたツールを使用するのは簡単なことのように思えるかもしれませんが、注意してください。コーティングは、鋭い刃先の上に材料の薄い層を追加し、それによってそれを丸めます。これは硬い材料には問題なく機能する可能性がありますが、柔らかいグレードのアルミニウムを切断すると、「かじり」のリスクがあります。
ツールが十分に鋭くないため、丸みを帯びたエッジにアルミニウムが蓄積すると、かじりが明らかになります。それは刃先にアルミニウムのはっきりとした汚れを残します。これにより、工具の摩耗が加速し、フライス盤の結果が悪くなる可能性があります。ツールが鋭利であるほど、切削抵抗と摩擦損失は低くなります。これにより、スピンドルの利用可能な馬力をより効率的に使用できるようになり、工具寿命が長くなり、サイクルタイムが速くなり、部品の見栄えが良くなります。
材料内の固有の応力に注意してください。さまざまな種類のアルミニウムは、それを製造するために使用されるプロセスのために、材料に独自の応力がかかります。たとえば、押し出し成形された6061アルミニウムは、鋳造されたMIC-6と比較して内部応力が高くなります。
これは、プロセスの信頼性と完成した公差の保持に関して重要です。応力がかかった材料に切り込むと、一般に「ボウ」または「ポテトチッピング」と呼ばれる反りが発生する可能性があります。応力がかかった材料の片面をフライス盤で削ると、内力が不均一になり、ねじれます。ツール、材料、ワークホールディング、および戦略を賢く選択することは、これらのストレスを軽減するのに役立ちます。
プロトタイピングプロセスの簡単な概要と、各ステップをサポートするために含まれているヒントの間に、CNCアルミニウムプロトタイピングを社内に導入する可能性について自信を持っていただければ幸いです。もちろん、私たちはいつでも質問に答え、前進する準備ができたときにカスタマイズされたガイダンスを提供するためにここにいます。
CNCアルミニウムプロトタイピングの社内でのメリット
CNCアルミニウムのプロトタイピングを社内で統合することを選択すると、速度をはるかに上回り、アウトソーシングによって通常発生するコストを節約できるいくつかの重要な利点が得られます。
まず、急な通知でパーツを作り直す機能を導入します。実際、まったく新しいパーツを作成することを完全に回避できる場合があります。
例として電子産業を使用して、電子住宅をアウトソーシングする場合を考えてみましょう。 3週間の待機時間の後、デザインで指定したとおりに作成されたものを受け取ります。
ただし、もちろん、設計チームは特定の機能の公差を調整する必要があり、電子工学エンジニアは新しいマイクロチップ用にポケットを追加する必要があります。この調整を行うには、明らかに、再加工するために部品を再度発送する必要があります。リードタイムによっては、最低でも3週間の所要期間が見込まれる場合があります。そんな時間はありますか？
ここで、CNCアルミニウムのプロトタイピングを社内で行っていると想像してみてください。マシンプローブを使用して機能を登録し、ツールパスを最新モデルに更新して、すぐに社内でリクエストを解決することができます。アルミニウムは手直しがとても簡単なので、最終的には、新しい部品を完全に作成することを避けるかもしれません。
さらに、コスト削減と柔軟性の両方がDATRONのマシンの中心です。
CNCアルミニウムのプロトタイピングを社内に持ち込むと、DATRONマシンがアルミニウムを機械加工する能力を中心に意図的に構築されているという事実によって、これらの利点がより明確になります。部品がサイズと形状に関して適切な仕様である場合、DATRONの機械は、切削工具ラインと同様に、ゼロから設計されており、CNCアルミニウムのプロトタイピングに優れています。
CNCアルミニウムプロトタイピングクイックガイドが、プロセスを社内に移動することを検討するために必要な情報を提供することを願っています。ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
CNCマシン