プロトタイプにアルミニウム加工を選択する 9 つの理由

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投稿日:2018 年 11 月 6 日 | WayKen マーケティング マネージャー、Candy 著

アイデアを決定し、製品の最終バージョンに仕上げたら、各パーツの材料と製造方法を選択します。現代の傾向は、製造業者が金属デバイスの試作にアルミニウム合金に目を向けることを示唆しています。これらの合金は多くの決定的な利点を提供し、アルミニウム製造技術は多数あり、よく開発されています。プロトタイプの製造方法としてアルミニウム加工を選択すべき理由をいくつか紹介します。

優れた機械加工性

被削性は、特定の金属の機械加工の効率​​を特徴付けるパラメーターです。これは、現在の材料加工速度をサンプル材料加工速度で割った値として計算されます。サンプルは通常、ある種の単純な炭素鋼です。ここで、アルミニウム合金の加工速度を 1212 鋼の加工速度と比較すると、360% となり、鋼の 3.6 倍の速度でアルミニウムを切断できることを意味します。確かに、鋼はより強く耐久性に優れているかもしれませんが、プロトタイプを作成する際には機械加工時間の方が重要です。サンプルをより速く取得するために、運用寿命の一部を犠牲にすることができます。

アルミニウム合金は、幅広い技術で加工できます。それらは電気を通すので、いくつかの電気化学的およびコーティングオプションも利用できます。アルミニウム製造会社が採用する最も一般的な方法には、CNC 旋削、CNC フライス加工、研削、研磨、ホーニング、穴あけおよびタッピング、放電加工 (EDM)、電気化学加工、溝加工などがあります。さまざまな手法を組み合わせることで、事実上あらゆる複雑さと精度の一部を得ることができます。

優れた精度と表面仕上げ

カスタム アルミニウム製作 CNC 機械加工に基づいており、CNC アルミニウムと呼んでいます。他のプロセスとは異なり、すべての熱プロセスの特徴である必然的な歪みを伴う溶融と連続凝固は必要ありません。 CNC 機械加工は、最高の表面仕上げと公差を実現するプロセスです。磨き作業を加えれば、鏡のような表面も得られます。アルミニウム加工で達成可能な最大公差は IT8-7 で、表面仕上げは RA 1.25 mcm です。

簡単なキャスティングと成形の可能性

アルミニウム合金は最高の鋳造特性を持っています。そのため、部品のマスター モデルがあれば、少量生産ソリューション用の砂型鋳造部品を簡単に入手できます。流動性が抜群でありながら、収縮はごくわずかです。これは、凝固による収縮効果が部品に大きな誤差をもたらさずに、金属が細部まで流れ込むことを意味します。そうすれば、10 個以上のバッチの材料の無駄を大幅に減らすことができます。

フォーミングは、未加工のアルミニウム ブランクを処理するために使用できる 2 番目のオプションです。アルミニウムは可塑性に優れているため、加熱することでハンマーで叩いて好きな形に成形することができます。現在、熱間成形は主にダイカストを使用した大量生産に関連付けられていますが、鍛冶屋が特別な金型を必要とせずにブランクの形状を変更できる柔軟なツールと機器がいくつかあります。便利なボーナスとして、フォームド ブランクは通常のブランクよりも強度が高くなります。

耐食性

アルミニウム加工業者は、合金の耐食特性の利点を享受しています。腐食が重要な要因である注文があれば、アルミニウムを選ぶだけで済み、もう気にする必要はありません。ご覧のとおり、この金属はその表面に数ミリの酸化物スクリーンを形成します。このスクリーンは、外部の有害物質から金属を保護します。部品が錆びるのを防ぐためのコーティングや塗装は必要ありません。また、ある種のコーティングや塗料を追加すると、あらゆる種類の外部腐食の影響に対して部分的にほぼ難攻不落になります.

優れた重量対強度比

アルミニウム合金は、スチールの 3 分の 1 の軽さです。そのため、航空宇宙産業でよく使用されます。それらは非常に軽量であるにもかかわらず、多くの合金は、アルミニウムが鋼の強度に匹敵するように変更されています.したがって、重量が重要なパラメータである製品、たとえばハンドヘルド デバイスや航空機の製造を検討している場合。プロトタイプだけでなく、最終部品にもアルミニウム合金の選択を検討する必要があります。

非磁性合金

アルミニウム合金は磁石に反応しません。デバイスが機能するために必要なパラメータが磁場に対する耐性である場合を除いて、これはほとんど重要ではない要素です。磁石に不活性な合金は確かに他にもいくつかありますが、アルミニウムはその中で最も安価で強力な合金の 1 つです。デバイスのエンクロージャーまたは磁気を帯びてはならない固定具として選択することは、手頃な価格の優れたオプションです。

医療用途

広く知られた事実ではありませんが、一部のアルミニウム合金は医療産業で使用できます。たとえば、6063、6061、および 3003 合金は、人体組織と完全に適合します。生体適合性金属部品が懸念され、アルミニウム合金が手頃な価格のオプションである場合、医療メーカーの選択肢は限られています。別の選択肢を見ると、それはチタンです。チタン合金の機械加工性は非常に優れていますが、アルミニウムの製造は効率的で簡単です。

優れた伝導性

銅は、配線および電化製品に最も広く使用されています。しかし、銅は柔らかく、高価で、耐食性が不十分です。アルミニウムは、上記のすべての欠点に対抗すると同時に、銅と同等の電気を伝導します。そのため、特に複雑な電極を製造する場合は、電気デバイスのプロトタイプ アルミニウム製造に使用することが現実的な選択肢となります。

リサイクル オプション

現代の産業は、環境に優しく持続可能であり、大気をできるだけ汚染しないようにすることに関心を持っています。何年にもわたって、この要素は製品の材料選択においてますます重要になってきています。これが、ポリマーとプラスチックがデフォルトで使用されなくなった理由です。結局のところ、製品が期限を迎えた後、プラスチック部品を取り除くのは面倒な場合があります.多くの場合、工業用グレードのプラスチックのリサイクルは、複雑で費用のかかるプロセスです。それらを燃やしたり、ジャンクヤードに保管したりするだけでは、完璧な選択ではありません。そのため、製造業者は環境に優しい他の素材を探しています。

アルミニウム合金は確かに環境に優しいトレンドに沿っています。完全にリサイクルできます。それらは製錬して次の部品にほとんど無駄なく使用できます。さらに、プロトタイプまたは少量バッチの製造から得られたチップを販売することで、アルミニウムの製造コストの一部を賄うことができます。