適切なCNC材料の選択

CNC機械加工では、ほとんどすべての金属またはプラスチックから部品を製造できます。この場合、CNCフライス盤と旋削で製造された部品には、さまざまな材料が利用できます。アプリケーションに適したものを選択することは非常に困難な場合があり、利用可能な各材料の利点と最適な使用法を理解することが重要になる場合があります。

この記事では、機械的および熱的特性、コスト、および一般的な（そして最適な）アプリケーションの観点から、最も一般的なCNC材料を比較します。

適切なCNC材料をどのように選択しますか？

CNC機械加工する部品を設計する場合、適切な材料を選択することが不可欠です。カスタムパーツに適切な材料を選択するために、以下の基本的な手順に従うことをお勧めします。

材料要件を定義します。これらには、機械的、熱的、またはその他の材料要件、ならびにコストと表面仕上げが含まれます。パーツをどのように使用するか、パーツがどのような環境にあるかを検討してください。
候補材料を特定する：設計要件のすべて（またはほとんど）を満たす候補材料をいくつか特定します。
最適な材料を選択してください。通常、ここでは2つ以上の設計要件（機械的性能やコストなど）の間で妥協が必要です。

この記事では、ステップ2に焦点を当てます。以下に示す情報を使用して、プロジェクトを予算内で維持しながら、アプリケーションに最も適した資料を特定できます。

CNCの材料を選択するためのハブのガイドラインは何ですか？

以下の表では、材料メーカーから提供されたデータシートを調べて収集した、最も一般的なCNC材料の関連する特性を要約しています。金属とプラスチックを2つの異なるカテゴリーに分けます。

金属は主に、高強度、硬度、耐熱性を必要とする用途に使用されます。プラスチックは、さまざまな物理的特性を備えた軽量の材料であり、耐薬品性や電気絶縁性のためによく使用されます。

CNC材料の比較では、機械的強度（引張降伏強度として表される）、機械加工性（機械加工の容易さがCNCの価格に影響する）、コスト、硬度（主に金属の場合）、および耐熱性（主にプラスチックの場合）に焦点を当てています。

これは、クイックリファレンスとして使用できるインフォグラフィックです。特定のエンジニアリングニーズに適合するCNC材料をすばやく特定するには：

マテリアルグレード強さ* 硬度+ 機械加工性コスト一般的なアプリケーションアルミニウム中中汎用航空機コンポーネント自動車部品自転車フレーム食品容器中中汎用自動車部品食品容器高中中低海洋用途建設用圧力容器ステンレス鋼高中汎用医療機器食品産業海洋用途化学処理高中食品調製装置海洋アプリケーションアーキテクチャ外科用インプラント化学容器高高石油およびガス海洋用途化学処理熱交換器高高高非常に高い軟鋼中中汎用機械部品治具および固定具中高汎用機械部品高中建設機械部品のジグと固定具合金鋼中高汎用機械部品ツーリング高高航空機の着陸装置動力伝達工具工具鋼高非常に高い冷間加工工具ダイとスタンプ切削工具とナイフ高非常に高い冷間加工工具ダイとスタンプ切削工具とナイフ高非常に高い冷間加工工具ダイとスタンプ真ちゅう中中機械部品バルブとノズルのアーキテクチャ

6061	★★★★★	$
	6082	★★★★★	$
	7075	★★★★	$$$	航空機および航空宇宙部品自動車部品海洋用途スポーツ用品
	5083	★★★★★	$$
304	★★	$$$
	316	★★	$$$$
	2205デュプレックス	★	$$$$$
	303	★★★	$$$$	航空機部品機械部品ナット、ボルト、ギア、ブッシング
	17-4	★★	$$$$$	タービンブレード海洋用途化学船石油およびガス原子力用途
1018	★★★	$$
	1045	★★	$$$
	A36	★★★	$$
4140	★★	$$$
	4340	★★	$$$
D2	★	$$$$
	A2	★	$$$$
	O1	★	$$$$
C36000	★★★★★	$$

：引張降伏強度-中：200-400 MPa、高：400-600 MPa
：硬度-中：50-90 HRB、高：90 HRB-50 HRC、非常に高：50HRC以上

マテリアル強さ* 動作温度+ 機械加工性コスト一般的なアプリケーション中自動車用電子エンクロージャパイプおよび付属品消費者製品ナイロン高自動車部品機械部品ファスナー高建築用自動車用電子エンクロージャ食品容器中機械部品電子エンクロージャーブッシングおよびフィッティング低高温アプリケーション化学処理電子エンクロージャ食品加工低化学容器パイプおよび付属品消費者製品高医療用途化学処理食品加工高圧バルブ

ABS	最大60oC	★★★	$$
最大100oC	★	$$
ポリカーボネート（PC）	最大120oC	★★	$$
POM（デルリン）	最大82oC	★★★★	$$
PTFE（テフロン）	最大260oC	★★★★	$$
HDPE	最大80oC	★	$$
PEEK	最大260oC	★★	$$$$

：引張降伏強度-低：5-30 MPa、中：30-60 MPa、高：60-100 MPa
：常時使用するための推奨最高動作温度

アルミニウムとは何ですか？頑丈で経済的な合金

アルミニウム合金は、優れた強度対重量比、高い熱伝導率および電気伝導率、および腐食に対する自然な保護を備えています。それらは機械加工が容易で、大量に費用効果が高く、多くの場合、プロトタイプや他のタイプの部品を製造するための最も経済的なオプションになります。

アルミニウム合金は通常、鋼よりも強度と硬度が低くなりますが、陽極酸化処理を行うと、表面に硬い保護層ができます。

さまざまな種類のアルミニウム合金を分解してみましょう。

アルミニウム6061は、最も一般的な汎用アルミニウム合金であり、強度と重量の比率が高く、機械加工性に優れています。
アルミニウム6082は、6061と同様の組成と材料特性を備えています。これは、ヨーロッパでより一般的に使用されています（英国規格に準拠しているため）。
アルミニウム7075は、軽量化が重要な航空宇宙用途で最も一般的に使用される合金です。優れた疲労特性を持ち、高強度・高硬度の熱処理が可能で、鋼に匹敵します。
アルミニウム5083は、他のほとんどのアルミニウム合金よりも強度が高く、海水に対する優れた耐性を備えています。これにより、建設および海洋用途に最適になります。溶接にも最適です。

材料特性：

アルミニウム合金の典型的な密度：2.65-2.80 g / cm3
陽極酸化可能
非磁性

ステンレス鋼とは何ですか？丈夫で耐久性のある合金

ステンレス鋼合金は、高強度、高延性、優れた耐摩耗性、耐食性を備えており、溶接、機械加工、研磨が容易です。それらの組成に応じて、それらは（本質的に）非磁性または磁性のいずれかになります。

プラットフォームで提供しているステンレス鋼の種類を分析してみましょう。

ステンレス鋼304は最も一般的なステンレス鋼合金です。優れた機械的特性と優れた機械加工性を備えています。ほとんどの環境条件と腐食性媒体に耐性があります。
ステンレス鋼316は、304と同様の機械的特性を持つ別の一般的なステンレス鋼合金です。ただし、特に食塩水（海水など）に対しては耐食性と耐薬品性が高いため、過酷な環境に対処するのに適していることがよくあります。
ステンレス鋼2205二相鋼は最高の強度（一般的なステンレス鋼合金の2倍）と優れた耐食性を備えています。極限環境で使用され、石油およびガスで多くの用途があります。
ステンレス鋼303は、優れた靭性を備えていますが、304に比べて耐食性が低くなっています。その優れた機械加工性により、航空宇宙用のナットやボルトの製造など、大量の用途でよく使用されます。
ステンレス鋼17-4（SAEグレード630）は、304に匹敵する機械的特性を備えています。非常に高度に析出硬化することができ（工具鋼に匹敵）、優れた耐薬品性を備えているため、次のような非常に高性能な用途に適しています。風力タービンの製造ブレードとして。

材料特性：

典型的な密度：7.7-8.0 g / cm3
非磁性ステンレス鋼合金：304、316、303
磁性ステンレス鋼合金：2205デュプレックス、17-4

軟鋼とは何ですか？汎用合金

軟鋼は低炭素鋼とも呼ばれ、優れた機械的特性、優れた機械加工性、および優れた溶接性を備えています。それらは比較的低コストであるため、製造業者はジグや固定具などの多くの汎用アプリケーションに使用します。軟鋼は腐食や化学的損傷を受けやすいです。

プラットフォームで利用可能な軟鋼の種類を分析してみましょう。

軟鋼1018は、機械加工性と溶接性に優れ、靭性、強度、硬度に優れた汎用合金です。最も一般的に使用されている軟鋼合金です。
軟鋼1045は、溶接性、被削性、強度、耐衝撃性に優れた中炭素鋼です。
軟鋼A36は、溶接性に優れた一般的な構造用鋼です。さまざまな産業および建設用途に適しています。

材料特性：

典型的な密度：7.8-7.9 g / cm3
磁気

合金鋼とは何ですか？より丈夫で耐摩耗性のある合金

合金鋼には、炭素に加えて他の合金元素が含まれているため、硬度、靭性、耐疲労性、耐摩耗性が向上します。軟鋼と同様に、合金鋼は腐食や化学物質による攻撃を受けやすい

合金鋼4140は、優れた強度と靭性を備えた、優れた全体的な機械的特性を備えています。この合金は多くの産業用途に適していますが、溶接にはお勧めできません。
合金鋼4340は、その優れた靭性、耐摩耗性、および疲労強度を維持しながら、高レベルの強度と硬度に熱処理することができます。この合金は溶接可能です。

材料特性：

典型的な密度：7.8-7.9 g / cm3
磁気

工具鋼とは何ですか？非常に丈夫で耐性のある合金

工具鋼は、熱処理されている限り、非常に高い硬度、剛性、耐摩耗性、耐熱性を備えた金属合金です。それらは、金型、スタンプ、金型などの製造ツール（その名前の由来）を作成するために使用されます。

ハブで提供している工具鋼を分解してみましょう。

工具鋼D2は、425°Cの温度までその硬度を保持する耐摩耗性合金です。切削工具や金型の製造によく使用されます。
工具鋼A2は、高温での靭性と寸法安定性に優れた空気硬化型の汎用工具鋼です。射出成形金型の製造に一般的に使用されます。
工具鋼O1は、65HRCの高硬度の油硬化合金です。ナイフや切削工具によく使用されます。

材料特性：

通常の密度：7.8 g / cm3
典型的な硬度：45-65 HRC

真ちゅうとは何ですか？導電性および化粧品用合金

真ちゅうは、機械加工性と導電性に優れた金属合金であり、低摩擦を必要とする用途に最適です。建築目的で使用される真ちゅう製の化粧品部品（金のディテーリング（。

））がよく見られます。

こちらがハブで提供している真ちゅうです。

真ちゅうC36000は、高い引張強度と自然耐食性を備えた材料です。これは最も機械加工が容易な材料の1つであるため、大量のアプリケーションによく使用されます。

材料特性：

典型的な密度：8.4-8.7 g / cm3
非磁性

ABSとは何ですか？熱可塑性プラスチックのプロトタイピング

ABSは、優れた機械的特性、優れた衝撃強度、高い耐熱性、および優れた機械加工性を提供する最も一般的な熱可塑性材料の1つです。

ABSは密度が低いため、軽量アプリケーションに最適です。 CNC機械加工のABS部品は、射出成形で大量生産する前のプロトタイプとしてよく使用されます。

材料特性：

典型的な密度：1.00-1.05 g / cm3

ナイロンとは何ですか？エンジニアリング熱可塑性プラスチック

ナイロン（別名ポリアミド（PA））は、その優れた機械的特性、優れた衝撃強度、および高い耐薬品性と耐摩耗性により、エンジニアリングアプリケーションでよく使用される熱可塑性プラスチックです。水や湿気を吸収しやすいです。

ナイロン6とナイロン66は、CNC機械加工で最も一般的に使用されているグレードです。

材料特性：

通常の密度：1.14 g / cm3

ポリカーボネートとは何ですか？衝撃強度のある熱可塑性プラスチック

ポリカーボネートは、靭性が高く、機械加工性が高く、衝撃強度に優れた熱可塑性樹脂です（ABSよりも優れています）。通常は透明ですが、さまざまな色に染めることができます。これらの要因により、流体デバイスや自動車用グレージングなど、幅広いアプリケーションに最適です。

材料特性：

典型的な密度：1.20-1.22 g / cm3

POM（デルリン）とは何ですか？最も機械加工可能なCNCプラスチック

POMは一般にDelrinの商品名で知られており、プラスチックの中で最高の機械加工性を備えたエンジニアリング熱可塑性プラスチックです。

POM（Delrin）は、高精度、高剛性、低摩擦、高温での優れた寸法安定性、および非常に低い吸水率を必要とするプラスチック部品をCNC加工する場合に最適です。

材料特性：

典型的な密度：1.40-1.42 g / cm3

PTFE（テフロン）とは何ですか？極端な温度の熱可塑性プラスチック

一般にテフロンとして知られているPTFEは、優れた耐薬品性と耐熱性を備え、既知の固体の中で最も低い摩擦係数を備えたエンジニアリング熱可塑性プラスチックです。これは、摂氏200度を超える動作温度に耐えることができ、優れた電気絶縁体である数少ないプラスチックの1つです。また、純粋な機械的特性を備えており、アセンブリのライニングまたはインサートとしてよく使用されます。