高精度コンポーネントを理解する

高精度コンポーネントとは正確には何ですか?

顧客が製造プロジェクトを手伝ってくれる機械工場を探すとき、「高精度」、「超精密」ワークなどのフレーズをよく目にします。ワークショップは高精度の作業を行う資格があることは間違いありませんが、多くの場合、顧客は用語の意味をまったく知りません。

製造業では、「高精度機械加工部品」という用語 「通常、1 桁のミクロン範囲の公差で部品を機械加工することを指しますが、超精密にはサブミクロン範囲の公差が含まれます。非常に厳しい公差で部品を機械加工することは常に課題ですが、作業の複雑さはそれだけではありません。必要な公差だけでなく、使用される材料と部品の特徴の数によっても異なります。

精密部品はどこに必要ですか?

超精密部品は、航空宇宙、歯科、流体機構、医療、スポーツ、テクノロジーなどの業界で必要とされています。しかし、医療部品の小型化と複雑化に伴い、医療分野では高精度化と超精密化への動きが大きくなっています。部品。しかし、これらの非常に複雑で精密な部品を作成したい場合、それを効率的に行うには高度な機械が必要です。さらに、熟練した整備士は高精度の部品を作ることができますが、製品が市場に出る前の最初の顧客相談から最終的な品質管理まで、製造プロセス全体に精度を組み込むことが重要であることがわかりました.

高度な機械加工は、要件を満たす部品を作成するだけではありません。アイデアは、機能的な製品を可能な限り効率的かつ正確に作成するように初期計画が設計されていることを確認し、プロセス全体で品質保証チェックを統合して、すべての最終出荷が顧客のニーズを満たしていることを確認することです。

これまで説明してきたことはすべて、カウンターの原則に沿っています。理論的には、完全に対称で、完全な形状で、完全に剛性の高いマシンには、エンジニアリングで目指すべきではないエレガンスがあります。この完璧にはすべてお金がかかります。場合によっては、最も有益な解決策は、不完全さを導入することです。完全に形成され、完全に剛性の高いマシンを入手できないことを考えると、パフォーマンスへの影響を最小限に抑えながらストレスを軽減するような方法で、システムに少量の制御されたコンプライアンスを導入することをお勧めします.

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精密工学の規模

「精密工学」における「精密」とは何かを定量化することは難しい。単一の定義に同意することは重要ではありませんが、多くの専門家のガイダンスは、対処する必要がある影響を含め、精密工学の実践に関する貴重な洞察を提供します。

前に、精密工作機械または機器について説明しました。 「機械または器具自体のサイズよりも何桁も小さい」精度レベルを持つものとして。または「通常 1 µm 未満の非常に小さな寸法による位置決めと安定性。」

オプトメカニカル エンジニアリングの教科書で、Daniel Vukobratovich は次のように定義しています。アライメント公差」。自重たわみに対するこの懸念は、次の公理を示唆しています。通常は無視する影響が大きい場合、精密工学の分野で活躍しているということです。これらの影響には次のようなものがあります。

自重たわみ 熱膨張差 エネルギーをひずみの形で蓄積し、衝撃、振動、または温度変動によって放出され、アライメント エラーを引き起こす可能性があります。多くの企業では、トレーニング コースやこのような広範な記事を通じて、これらの影響やその他の影響、およびそれらを排除、軽減、または補償する方法を調査してください。

大規模な経済学と精密工学

時間をかけて正確なスケールを定義したので、精密工学の原理と技術の適用はそのようなスケールに限定されないことに注意してください。一部の企業では、伝統的に精密製造とは見なされていない業界の幅広いクライアントを次の方法で支援しています:

• スループットと歩留まりを向上させるために、生産で使用されるツールと固定具を (多くの場合、自動化とロボット工学と組み合わせて) 磨きます。

• 製品の柔軟性、保守性、アフターマーケットの販売とアップグレードを向上させるために、生産および現場での設計変更とスペアパーツの互換性を実装する.

非常に有名なエンジニアの 1 人が言ったのを覚えています。誰でも崩壊しない橋を設計できます。このことわざは、ソリューションを過度に設計しないという知識を持つことについてです。利用可能な材料と建設技術の知識、およびそれらの選択のトレードオフと影響の理解。それは経済の問題です。

問題が精密工学の問題であるかどうかは、精密工学の実践を構成するツールと技術が、設計目標を達成するための経済的に実行可能な方法であるかどうかによって決まります。これには、開発、生産、およびサポートに関連する経済的コストを考慮する必要があり、精度、重量、および剛性も考慮に入れる必要があります。

精密工学だけで、クランプの安定性、キネマティック フィクスチャから準キネマティック フィクスチャ、適切な距離で分離された 3 つの機械加工されたインサートと突起のシンプルなセットまで。どのソリューションが適切かは、用途によって異なります。

複雑なシステムを扱う機械エンジニアが電子工学と制御工学を理解することで利益を得るように (逆も同様)、精密工学の原理とその応用を理解することで利益が得られます。複雑なシステムの作成に携わる技術者、エンジニア、またはマネージャー。