CNC 加工材料選択ガイド
素晴らしいデザインのプロジェクトをお持ちですか?仕様とプロトタイプはすでに完成しており、力強いスタートを切っています。これで、製品の作成を開始する準備が整いました。 CNC マシンを使用して新しい部品を製造することに興味がある場合は、特に適切な材料を選択すれば、結果に失望することはありません。
CNC 機械加工は、プロジェクト用に製造された特殊な部品を必要とする幅広い分野の定番となっています。 CNC 材料は、非常に特殊な用途向けのソリューションを作成するために、消費者、エンジニア、請負業者、およびその他の分野の要求を満たすために拡張されました。さまざまな素材から選択できるのは贅沢なことですが、決定を下す前にニーズを分析して自問自答しないと、圧倒されて混乱することもあります.
プロジェクトを効率的に実行し、完璧にフィットする製品を生産したい場合は、この CNC 機械加工材料ガイドが意思決定プロセスに役立ちます。
このガイドでは、プロジェクトに最適な CNC 材料を選択できるように、次の手順を順を追って説明します:
<オール>適切な CNC 材料を選択するための重要な質問
部品に適した材料を選択することは、平凡な結果と最適な結果の違いです。これらの重要な質問は、開始するのに最適な場所です。パーツに最適な CNC 機械加工材料を絞り込むことができればできるほど、ニーズに合った費用対効果の高い材料を選択することが容易になります。以下に、考慮すべき事項をいくつか示します。
部品はどのように使用されますか?
CNC 機械加工が長年にわたって拡大してきたため、CNC 機械部品も同様に拡大しました。同様のタイプの材料をさまざまな製品に使用でき、さまざまな機能が得られます。断熱材はその好例です。飲酒検知器の断熱材は、カメラの断熱材とは異なる場合があります。どちらも同じ目的で使用されますが、同じ方法や同じ種類の結果ではありません。一方、防音壁の素材にはさまざまな仕様と用途があります。製品の結果を考慮して、材料検索を開始してください。
部品は屋外または屋内で使用されますか?
屋外と屋内の環境は大きく異なります。一方は完全に天候に左右されますが、他方は通常、より制御された環境です。たとえば、屋外環境では、湿気を計画する必要があります。長期にわたってその完全性を維持するために、材料は錆びなどの腐食の影響に耐えることができる必要があります。硬質フォームは、構造的完全性を維持しながら湿気や錆びに強い素材の好例です。
高温と低温の両方の極端な温度も、最良の選択肢として特定の材料を除外します.また、FDA 規制仕様のコードを満たす必要がある場合もあります。製品が使用または保管される場所と、湿気や極端な温度変化に製品がどのように反応するかは、どの素材を使用するかを決定する際の基礎となります。
材料の応力負荷は?
高応力負荷は、特定の素材に歪みや破損を引き起こす可能性があります。部品に使用する材料を検討するときは、応力負荷を考慮してください。パーツが高い応力にさらされる場合、その素材には負荷に耐えて変形を防ぐ能力が必要になります。
素材の寸法公差は?
CNC 加工のコンポーネントを検討している場合は、寸法公差に細心の注意を払ってください。寸法公差は、製造プロセスの成功に影響を与えるだけでなく、収益、選択する部品とツール、およびそれらの組み立てと切断方法にも影響を与えます。
パーツに必要な公差を知る必要があります。古い部品設計またはスケッチから作業している場合は、公差が適切であることを確認することをお勧めします。ドキュメントではタイプミスが発生しやすい。情報が正しい場合でも、調整を行って公差を緩め、部品が最大限の能力を発揮できるようにすることができれば、公差を再評価することでコストを節約できます。公差が厳しくなると、製造コストが高くなることがよくあります。
一部の機械加工ツールは標準の寸法公差をデフォルトとして使用しますが、公差を指定しない場合、または数値がずれていることに気付いた場合、適合しない、またはまったく機能しない部品を注文することになります。これを修正することはできますが、部品のサイズ変更や再注文に時間がかかり、事前に正しい公差を決定した場合よりもコストがかかります。この簡単な最初のステップは、長期的にはお金を節約するのに役立ちます。
必要な部品の正確な公差がわからない場合は、推測するのではなく、American Micro Industries などの CNC 加工会社に助けてもらいましょう。
必要な留め具は?
必要な CNC 加工部品をファスナーとして使用する場合は、材料を選択する際に考慮してください。素材は、ファスナーがどの程度しっかりと結合するかに影響します。素材が異なれば、強度、耐食性、脆性、ガルバニック腐食などの特性も異なるため、ファスナーに持たせたい特性を反映する素材を選択する必要があります。ファスナーの最も一般的な素材はスチールですが、他の素材から高品質のファスナーを作成することもできます。
固定する新しい部品を探している場合は、完全に適合する必要があります。素材を決定する際に必要な留め具の種類を考慮しないと、メカニズムが適切に機能しない可能性があります。
動作温度は?
部品が製造プロセスの一部として配置されているときに部品が耐える必要がある動作温度を考慮してください。選択した材料の融点が動作温度の融点よりも低いことを確認する必要があります。また、素材が動作温度の変動に対応できることを確認する必要があります。より耐久性のある素材の中には、これらの変化に耐えるように作られているものもありますが、多くの場合、時間の経過とともに、反り、膨張、または破損の兆候が見られます。極端な温度は、一部の素材の耐久性に悪影響を及ぼすこともあります.
材料を CNC 加工する場合、動作温度も同様に重要です。そのため、部品の切断や成形によって生じる温度によって部品が歪まないことを確認できます。設計と生産を成功させるには、動作温度と使用している材料を関連付けることが不可欠です。
高温と材料への影響
多くの材料は極度の熱で劣化するため、使用する材料を選択する際に高温が重要な役割を果たします。高温下で強度を失う一般的なプラスチックは、ポリ塩化ビニルまたは PVC です。耐火性は良好ですが、動作温度は約 176° F です。安定性は約 280° F で失われる傾向があり、一部のプロジェクトには適していません。
一部の素材は、これらの高熱条件下で弾力性と耐久性があります。たとえば、ポリイソシアヌレートは、溶けたり凍ったりしない性質を持っています。熱硬化性プラスチックは、最初に粘性材料として処理され、複数の形状を形成できます。硬化後は硬く安定性に優れています。必要な部品を作成するために CNC マシンで使用できる材料を知りたい場合は、その材料がどのように高温に耐えられるかを必ず検討してください。
体重とストレスの許容量は?
CNC 加工されたコンポーネントで何をしたいかによって、材料の重量を考慮する必要があります。大きければ大きいほど良いとは限りませんし、小さければ良いというわけでもありません。特にコストがかかる場合はなおさらです。
重い素材は大きなストレスを吸収します。過度の耐荷重能力と高応力負荷への耐性を必要とするプロジェクトでは、重い材料を検討することができます。ただし、重量に敏感なプロジェクトに取り組んでいる場合は、重い素材を避けたほうがよいかもしれません。
軽量素材は、重量に敏感なプロジェクトで人気があります。重い素材ほど重くはありませんが、耐久性があり、かなりの量のストレスを吸収できます。残念ながら、通常、プロジェクトに必要なすべての素材機能が含まれているとは限らないため、費用対効果はあまり高くありません。軽量素材は多くの製品にとって理想的ですが、コストが重要な要素である場合、適切ではない可能性があります.
重い素材と軽量な素材のどちらかを選択することは、CNC 加工部品の最も重要な特性を優先することが重要な理由の 1 つにすぎません。そうすることで、部品が適切に機能するために重要な要素を特定し、それらの基準を満たさない材料を排除して、コストを比較することができます。
強度は、物体がどれだけの重さに耐えられるかを必ずしも意味するものではありません。以下のように、さらに検査が必要なコンポーネントがあります:
- 引張強度: 緊張下で壊れることに対するオブジェクトの抵抗
- 持久力: オブジェクトの全体的な応力吸収能力。
- 耐摩耗性: 摩擦を処理する、または自己潤滑するオブジェクトの能力。この良い例は、超高分子量ポリエチレン (UHMW) です。これは Teflon® に似た製品ですが、より耐摩耗性があります。
- 硬度: 特定の表面負荷に耐えるオブジェクトの能力。硬さは通常、ブリネルまたはロックウェル硬さの数値で示されます。
全体のプロジェクト費用はいくらですか?
最も高価な材料は通常、高強度で軽量な材料です。費用対効果の高いコンポーネントを選択するための最良の方法は、強度プロファイル、温度制限、および装備要件を満たすものを選択することです。素材に対する重要な要件や制限があればあるほど、それらの重要な要素に集中しやすくなります。
無料の見積もりを提供し、材料の最低額がない業界を見つけることは、すぐにコストを削減するのに役立ちます.詳細を絞り込めば、ほとんどのニーズを満たす、より費用対効果の高い素材を決定できます。
CNC マシンで使用できる材料は?
より良い質問は、実際に使用できない材料は何かということかもしれません. CNC マシンは、考えられるほぼすべての材料を切断します。 CNC マシンでは幅広い 材料を使用できますが、最も一般的に使用される材料は次のとおりです。
- 金属: アルミニウム、真鍮、スチールなど
- プラスチック: アセタール（POM）、アクリル（PMMA）、ポリカーボネート（PC）、ポリプロピレン（PP）など
- 木材: 硬材、合板、針葉樹など
- 泡: カービング フォームやリジッド フォームなど、より軽量でありながら耐久性に優れる傾向があります。
どのタイプの教材を試すべきですか?
どのタイプの教材を試すべきですか?
上記の要因をすべて考慮したら、部品に最適な材料を判断できる可能性があります。正確な選択を見つけるには、ある程度の微調整と実験が必要になる場合があります。 CNC 加工されたコンポーネントで使用される 4 つの一般的な材料の概要は次のとおりです。
- 硬質フォーム: 伝導の方法により、硬質フォーム は最高の断熱値を持つフォームとして機能します。華氏-100度から華氏200度までの温度で機能します。硬質フォームはより高いR値も保持するため、床、壁、および耐える必要があるその他の構造ベースの製品に最適です。水分。
- カービング フォーム: カービング フォーム は、ほぼあらゆる形状に対応できます。柔軟性があることから金型の型として使われることが多いですが、ガスケットやシールなどの部品にも使われています。カービング フォームにはポリイソシアヌレートが含まれており、高密度で極端な温度に耐性があります。
- フェノール: MIL-I-24768 などの軍用グレードの仕様を満たす必要がある場合、フェノール樹脂はこの要件を満たすことができます。 CE、LE、G10、G10/FR4、G9、G11、G7 など、いくつかの選択肢があります。それぞれに独自の強みがあります。たとえば、フェノール リネンの細かい織りは、優れた機械的特性、寸法安定性をもたらし、機械加工されたコンポーネントの仕上げは CE 材料よりも優れています。ただし、電気的な一次絶縁にはフェノール リネンは推奨されません。 LE フェノール樹脂は Mil-I-24768/13 FBE 要件を満たし、CE フェノール樹脂は Mil-I-24768/14 FBG 要件を満たしています。
- プラスチック: プラスチックには多くの種類があり、大部分はブッシング、ベアリング、または電気絶縁に使用されます。とはいえ、より一般的なタイプのプラスチックの市場が存在します。プラスチックの用途は幅広く、航空宇宙、自動車、医療、電子機器など、多くの業界に利益をもたらしています。
特定の材料の CNC 加工に関する一般的なヒント
どの CNC 機械加工材料をパーツに使用するかは、最終的には何を作成しようとしているかによって異なりますが、CNC 機械加工材料の簡単なガイドとして使用する一般的なヒントを次に示します。
- 非金属材料を考慮する: 金属が最良の選択肢であると思い込まないでください。非金属材料は、軽量でありながら耐久性があるため人気があります。フォームのように、さまざまな形に成形できます。非金属も、切断中に細部を保持します。あなたのプロジェクトが非金属の使用から利益を得る可能性があると思われる場合、多くのオプションが最終製品に利益をもたらす可能性があります.
- フォームの違いを理解する: リジッドフォームとカービングフォームは目的が異なることに注意してください。どちらも軽量でありながら耐久性がありますが、構造の完全性と安定性を重視するパーツには硬質フォームが最適です。一方、カービング フォームは断熱材や金型のプロトタイプとしてよく使用されます。
- フェノール類について考えてみましょう: フェノールは、特に軍事関連のプロジェクトで特定の規制や仕様に準拠する必要がある場合に最適です。
- さまざまなプラスチックについて学ぶ: 多種多様なプラスチックから選択できます。アセタールは、ブッシングやベアリングの交換によく使用されます。ポリフッ化ビニリデンポリマー（PVDF）は、電気配線の絶縁に使用されます。 UHMW は、膝、股関節、脊椎置換デバイスなどの医療生体材料に使用できます。これらは、プラスチックがもたらす無限の可能性のほんの一例です。
American Micro Industries に連絡して、CNC 加工材料について話し合ってください
材料を機械加工するためにどのような会社と協力したいかを自問してください。細部にまで気を配り、入手困難な部品を作成できるターンキー産業を探してください。調査を行い、価値、品質、効率にも基づいて会社を選択してください。 American Micro Industries は、必要なソリューションをタイムリーかつ手頃な価格で提供します。
このガイドは、意思決定プロセスに対する洞察とガイダンスを提供するはずです。材料や機械加工プロセスに関する追加の懸念事項について話し合うために、私たちに連絡して、長引く質問を解決してください。始める準備ができたら、いつでもお手伝いします。
CNCマシン