CNC機械を使用する産業は?

コンピュータ数値制御 (CNC) 機械加工では、さまざまな業界で必要とされる多くの複雑な部品が作成されます。一部のアプリケーションでは大量生産が機能しますが、多くの業界ではカスタム パーツが必要です。多くの企業は、正確な設計に従い、コンピュータ ソフトウェアで正確な部品を作成できるように、業務に CNC 機械加工を求めています。医療分野から輸送まで、いくつかの産業は機械加工部品に依存しています。コンピューターと機械の両方の進歩のおかげで、CNC 機械加工プロセスは、他の製造方法よりも複雑なカスタマイズされた設計を可能にします。

CNC 加工のしくみ

CNC 加工は、コンピューター ソフトウェアを使用して機械を誘導し、仮想設計を取得して、それを具体的な 3 次元製品に変えるプロセスです。このプロセスは、サブトラクティブ マニュファクチャリングの一形態です。つまり、プロジェクトは、意図したデザインを作成するために機械で切り取られた材料のブロックから始まります。コンピューター プログラミングはプロセス全体を支援し、専門家が非常に高い設計精度で製品を作成するのを支援します。

CNC プロジェクトは、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して設計を作成することから始まります。デザイナーは 3D ソフトウェアを使用してほぼすべてのオブジェクトを作成できますが、材料の仕様や CNC マシンの制限を念頭に置いておく必要があります。たとえば、機械は曲線カットを再現できず、硬い材料は期待どおりの外観を生成しない場合があります.

プログラマーは CAM ソフトウェアを使用して、CNC マシンのコンピューターが理解できる形式に設計をデジタル処理します。機械工は、CNC マシンがジョブに適したツールを備えていることを確認し、選択した材料をマシンに配置します。最後に、CNC プログラムはマシンに、設計に基づいて製品を作成するよう指示します。

コンピューターは製造の多くを独自に実行しますが、多くの場合、機械工がプロセスで役割を果たします。特に複雑な設計または異なるタイプの機械では、機械工が操作を停止して一部の部品を時々回転させる必要がある場合があります。機械加工は、手作業で行わなければならない仕上げの前の最初のステップにすぎない場合もあります。

機械工は数日で CAD 図面を作成できるため、CNC 機械加工プロセス全体を迅速に完了することができます。 CAD 設計は必要に応じて簡単に変更できるため、3D モデルやプロトタイプの作成、テスト、調整は比較的迅速かつ簡単です。さらに、既存の材料のブロックから切り取ることは、迅速なプロセスです。さらに、CNC マシンを組立ラインの一部にすることができるため、複数のマシンが連携して、多くの製品または 1 つの製品のすべての部品を同時に効率的に生産できます。

CNC 機械の機能

機械工は、CNC マシンを使用して、標準形状からテーパーや複合輪郭のあるオブジェクトまで、多くの製品設計を作成できます。 CNC 機械加工業界は、大きな部品の製造から精密な部品の彫刻、二次仕上げ作業による仕上げまで、大小さまざまな仕事を処理できます。自動化されたプロセスにより、品質の一貫性が確保され、大量生産レベルであってもすべての製品が同じになることが保証されます。

CNC 機械加工は、製品のプロトタイプを作成するための独自の装備も備えています。ラピッド プロトタイピングを使用すると、サンプル製品を迅速かつ効率的に加工し、大量生産を開始する前に使用可能性を確認するために検査およびテストできます。正確なソフトウェアを使用してパーツを迅速に機械加工することで、生産プロセスで時間をかけてテストおよび製造中に正確な設計を実装することができ、会社が行う無駄の量を減らすことができます。

CNC 機械加工では、さまざまな材料を使用して必要な正確な仕様の部品を作成できるため、汎用性の高い製造も可能です。カスタム コンポーネントやまれな交換部品の作成など、多くのプロジェクトがこのレベルの精度から恩恵を受けることができます。

多くの人が機械加工を金属と結びつけていますが、機械工は、フェノール樹脂、プラスチック、硬質フォーム、カービング フォームなどの他の材料から部品を作成することに成功しています。これらの代替材料は、機械加工の汎用性を高め、耐水性、長持ち、非導電性、または金属にはないその他の機能を備えたオプションを含めます。

CNC 加工では、いくつかの種類のデバイスが使用されます。フライス加工、ねじ加工、旋削加工は、さまざまな方法で行われ、工具または材料のいずれかが旋削されます。製品の要求精度や使用内容に応じて加工方法を選択します。それらのオプションは次のとおりです:

• 機械旋削: 旋盤と同様に、CNC フライス盤はコンピュータ制御の下で材料を回転させます。機械旋削法により、カスタマイズされた部品の大量生産が可能になります。
• ねじ加工: ねじ加工には熟練したセットアップが必要です。余分な時間が必要になりますが、ねじ加工では 0.005 インチほどの精密な部品を製造できます。
• 機械加工: マシン フライス加工では、非常に詳細な部品を加工するために多数の工具を使用して、工具を使用して部品を加工します。

CNC 機械を使用する業界

精度は、防衛、航空宇宙、石油化学、防衛産業で遭遇するような生と死の場合に最も重要です。これらのセクターの企業は、コンポーネントの故障が生命を危険にさらす可能性があるため、部品に最高の精度を要求します。 CNC 機械加工は、重要なときに命を救うために必要なレベルの精度を達成できます。

一部の製造業者は、必要な製品を製造するための独自の機械を持っている場合があります。機械が異なれば、各セクターの部品に必要なものに基づいて、さまざまな技術を使用してさまざまな材料を処理します。他の企業は、プロの CNC 機械加工ビジネスと協力して部品を製造することにしました。

仕事に適した機械と材料を使用することで、CNC 機械工は幅広い産業にサービスを提供できます。これらの業界にはそれぞれ独自のニーズがあります。つまり、CNC 機械加工のすべての用途がすべてのビジネスに役立つわけではありません。同じ業界内の企業でも、それぞれのニッチで CNC 機械加工のさまざまなアプリケーションを見つけることができます。

1.医療産業

医療分野は、患者のさまざまなニーズに合わせてカスタマイズされた高品質の製品に依存しています。ただし、この業界では、患者が医療を受けている間に感染症や病気にかかるのを防ぐために、多くの使い捨てデバイスも使用しています。医療ビジネスでは、患者のニーズを満たし、施設に必需品を保管しておくために、大量の精密部品が必要です。場合によっては、特に新しいアイデアをテストする場合に、企業が完全な生産を開始する前にプロトタイプを要求することがあります。専門家は製品を患者に使用する前に、製品が適切に機能することを確認する必要があるため、プロトタイプは医療分野では重要です。

さまざまな種類の CNC マシンが、医療分野のニーズにうまく適合します。さまざまな材料とデバイスが利用できるため、医療従事者は、次のような CNC 機械加工によって作成された幅広い部品を使用できます。

• インプラント
• MRI 装置
• 装具
• 電気部品
• モニタリング デバイス用の電子筐体
• 研究機器
• シールド エンクロージャ
• カスタマイズされた滅菌パッケージ
• 高温プラスチック製のピース
• 医療機器
• FDA 承認製品

医療分野における CNC マシンの利点には、カスタマイズされた部品を迅速に作成できることが含まれます。ただし、この業界では、これらの部品を FDA 承認の環境で製造する必要もあります。個々の設計を作成する場合、CNC ソフトウェアを使用すると、エンジニアは部品を機械加工する前に部品のすべての側面を 3 次元で見ることができます。このプロセスにより、すべてのコンポーネントが正しく動作するために必要な正確な寸法を確保します。問題が機械の誤動作や医学的誤診につながる可能性があるため、互いに適合する部品は可能な限り最小限の誤差範囲である必要があります。

2.航空宇宙産業

航空宇宙産業のデバイスは、高速、速い気流、極度の気圧など、さまざまな条件に遭遇します。航空機の損傷を避けるために、エンジニアは最も正確なツールと部品を使用して各コンポーネントを構築する必要があります。わずかなミスでも気流に引っ掛かり、抵抗が生じたり、パーツの摩耗が増加したりする可能性があります。

航空宇宙の CNC 機械加工は、0.00004 インチの厳しい公差など、非常に正確な要件を満たす必要があります。機械工は、チタン、アルミニウム、ニッケル、一部のプラスチックなど、耐久性に優れた業界標準の材料を使用して、このような公差を遵守する必要があります。正確な材料は、作成されるパーツとその CNC コンポーネントに必要なプロパティによって異なります。

航空宇宙および航空業界では、航空機および航空機サービス装置に次のようなさまざまな部品が使用されています。

• マニホールド
• 翼
• ブッシング
• 電気コネクタ
• 着陸装置の部品
• アンテナ
• 高周波抑制材料

コンポーネントを作成するために CNC 機械加工を採用することにより、航空宇宙産業は、必要な非常に厳しい公差で必要なカスタマイズされた部品を入手します。正確なコンポーネントを設計および製造することができなければ、航空宇宙産業は現在の技術レベルに達していない可能性があります。実験的な作品を作成する簡単な手段を持つことは、将来の安全と成功に​​とって重要です。

CNC 機械加工は、航空宇宙部品のプロトタイプを製造するための理想的な方法でもあります。コンピューターで 3D 画像を表示することにより、エンジニアは部品の機能をテストし、必要に応じて迅速に変更を加えることができます。最終決定後、エンジニアは迅速な部品生産のための CNC 機械加工プロセスを開始できます。プロセス全体で CNC マシンを使用することで、航空または航空宇宙産業向けの部品の個別生産から大量生産への移行が簡単になります。

3.運輸業

エンジンなどの多くの航空産業コンポーネントは、輸送産業でも使用される可能性があります。製品の研究とテストは、人々の安全と旅行能力に影響を与えるため、航空宇宙産業と同様に運輸部門にとっても重要です。車両設計者は、元の設計とモデルを変更してより良い結果を得る方法を知るために、物理的な部品のプロトタイプをテストする必要があります。 CNC 機械加工により、エンジニアはプロトタイプを作成し、その実用性をテストし、最終的に必要な正確な仕様で設計を行うことができます。

航空宇宙産業では音速を超える速度で建造された航空機が必要ですが、輸送部門では寿命が必要です。輸送車両には、重い貨物を遠くまで運ぶのに十分な強度を持つ堅牢なコンポーネントが必要です。運輸業界では、次のようなさまざまな車両で使用される部品を構築するために CNC マシンが必要になる場合があります。

• 船舶
• 貨物列車
• 旅客鉄道
• 18 輪輸送トラック
• 乗用車

高速列車での使用中は、高速で車両に余分な負担がかかるため、列車の車両やエンジンに使用される部品の取り付けにはさらに高い精度が必要です。

CNC マシンは数種類の材料から部品を作成できるため、ブレーキからエンジン部品、さらには工具まで、あらゆるものを作成できます。乗用車がより効率的になるように進化しているように、輸送業界の貨物車両も同様の変化に直面しています。一連のテストに必要な迅速な変更を実現するために、エンジニアは CNC 加工された設計を使用して研究開発プロセスを加速し、必要な車両と部品をより迅速に製造できます。

4.石油・ガス産業

石油化学産業では、製油所や掘削リグに大型の機械が使用されています。この一連の作業は、よく機械加工され、正確に適合する部品に依存しています。完全に適合しないと、バルブの漏れ、ピストンの故障、またはシリンダーの誤動作などの問題が発生する可能性があります。効率的な施設を実現するために、石油化学会社は最も精密な CNC マシンで作られたコンポーネントを必要としています。

掘削リグは、部品に高い公差が要求されるもう 1 つの場所です。他の施設とは異なり、掘削リグは隔離されたエリアで動作します。 CNC コンポーネントが正常に機能しない場合、交換または修理を行うために製造から数日かかる可能性があります。リグで使用するために製造された部品は、海からの塩水噴霧、砂漠からの粉塵、北の平野からの雪の存在下でも、最初はうまく機能し、将来にわたって動作を継続しなければなりません.

CNC 機械加工で製造できる石油およびガス産業で使用されるコンポーネントには、次のようなパイプライン、製油所、リグ用の部品が含まれます。

• ピン
• ロッド
• バルブ
• ピストン
• シリンダー
• ドリルビット

石油およびガス産業は、迅速なターンアラウンドと時折の大量の部品処理を必要とするスピードで動いています。この分野の CNC 機械業界の利点には、現場向けの特殊製品を作成できることが含まれます。さらに、CNC オペレーションは、業界向けの大小の部品や、石油およびガス部門でますます普及している電子ギアに必要なコンポーネントを製造できます。

5.軍事および防衛産業

石油およびガス産業と同様に、防衛部門では、最も過酷な環境にも耐える耐久性のある部品が必要です。政府は、軍事活動に対して厳しい規制を設けています。医療用品が FDA によって作成された規則に従って生産されなければならないのと同様に、軍用製品は政府の規制に準拠する必要があります。

軍隊は全体として、多数の部門を網羅しています。防衛のために作られた製品や部品は、航空、エレクトロニクス、船舶、運輸、医療産業など、他の産業のものと似ているように見えるかもしれません。ただし、これらの他の業界では、最も離れた場所で信頼できる部品にアクセスしながら、最新のテクノロジーに遅れずについていく必要はあまりありません。防衛部門には、次のような精密な部品が必要です:

• 通信コンポーネント
• 輸送コンポーネント
• エレクトロニクス
• 飛行機のパーツ

高度なセキュリティ対策には、軍事機器の作成に使用される正確な手順と製品に関する秘密が必要です。ただし、この分野では、CNC 機械加工を使用することで、効率的なアップグレード、頑丈な材料で作られた長持ちする部品、正確な公差を必要とする承認済み部品の大量生産などのメリットを得ることができます。軍隊は、定期的なデバイスのアップグレードが必要になる可能性のある CNC 機械を使用する業界の 1 つです。精密機械加工とプロトタイプ機能により、防衛部門は最新の技術を使用し、最高の本土保護を提供できます。

6.エレクトロニクス産業

機械加工は大きな部品を作成できますが、電子産業で使用されるような小さな部品を設計するためのオプションとしても優れています。現代の技術の進歩は、10 マイクロメートル未満のレーザーのように正確なプロポーションを備えた小型軽量の部品とデバイスに依存しており、そのすべてを CNC 機械加工で実現できます。

電子機器業界では、一般的な電気機器コンポーネントに加えて、通信コンポーネントを作成する能力も必要です。通信部品は、通信デバイスを他の電子機器からの干渉から保護することができます。また、次のような部品間の電気接続も提供します:

• ヒートシンク
• 電気絶縁
• アンプのハウジング
• 高周波干渉シールド

小さい部品には、より厳しい公差が必要です。電子機器やその他の電気部品には、エラーのない微細加工が必要です。人間は、そのような精度レベルを自力で達成することはできません。コンピューターを使用して加工ツールを切削および制御することで、微小な部品を作成する際の精度が向上します。エレクトロニクス産業の成功は、CNC 機械加工による優れた精度のおかげです。

7.海洋産業

海洋産業の成功は、使用するさまざまな CNC 加工コンポーネントのおかげです。多くのウォータークラフト要素には珍しい素材や形状が必要であり、機械加工は最小限の労力でこれらのニーズを満たす完璧な方法です。

他の分野とは異なり、海洋産業は製品に高度な耐水性を必要とします。これは、ほとんどのコンポーネントが直接水にさらされるか、海、湖、川の周りの湿気にさらされ、部品が摩耗する可能性があるためです。ほとんどの電子機器は、湿った環境や湿った環境ではうまく動作しません。しかし、マリン製品は耐水性の電気部品に依存しています。船内の電子機器には、水が電気プロセスに干渉するのを防ぐためのハウジングなど、特別な配慮が必要です。さらに、海洋またはその近くで使用される部品は耐腐食性である必要があります。塩水は不適切な材料を簡単に浸食する可能性があるためです。

海洋用途には、高度な携帯性と耐久性も必要です。海上に出た船舶は、修理のために陸上に戻るまでに長時間待たなければならない場合があるため、コンポーネントは長期間使用でき、摩耗や損傷に耐えることができる必要があります。 CNC 機械加工は、正確な設計仕様に合わせて部品を製造することで、長持ちする部品を製造するのに役立ちます。これらのコンポーネントには以下が含まれます:

• 断熱ケース
• 電子部品
• エンジン コンポーネント
• プロペラ
• 試作金型
• その他のボートのパーツ

CNC は、カスタム パーツを作成する能力を通じて、海洋産業に利益をもたらします。小型ボートであろうと産業用船舶であろうと、ボートの部品はユーザーのニーズに合わせてカスタム仕様が必要になる場合があります。 CNC 機械加工の汎用性により、エンジニアは利用可能な機械に応じて、大小の部品を作成できます。マリンフォームには、エンジニアがボート用の耐水性、軽量、耐久性のある部品を作成するために使用できる、硬質ポリウレタンや熱可塑性ポリウレタンなど、さまざまな種類があります。

CNC 材料の選択

CNC 機械加工はいくつかの業界にメリットをもたらしますが、それぞれの用途には最良の結果を得るために特定の材料が必要です。すべてのオプションを絞り込むことで、機械工は製品にとって最も有用で長持ちするソリューションにたどり着くことができます。

上記の業界で製品やプロトタイプを作成するために使用される一般的な材料には、次のものがあります。

プラスチック

プラスチックは、多くの産業で用途が広く、幅広い材料を表しています。医療分野では、製品の安全性を確保するためにカスタム パッケージにプラスチックを使用しています。多くのヘルスケア用品は、特定のプラスチックが対応できる高い作業温度にも耐える必要があります。

防衛産業はまた、プラスチックを使用して、アンテナ、マイクロ波レンズなどの軽量で温度安定性の高い部品を製造しています。エポキシ樹脂は、国土安全保障用途に十分な強度があり、多くの場合、特定の温度要件を満たすことができます.

別の高分子樹脂であるポリエステルフィルムは、電気製品の柔軟で安定した絶縁材料であり、医療用途にも使用されています。一部のプラスチックは耐摩擦性と耐腐食性があり、過酷な環境にさらされる可能性のあるブッシングやベアリングなどの製品に最適です。他のプラスチックは透明で、防弾ガラスのように、ガラスよりも強度が必要でありながら透けて見える製品に最適です。

カービング フォーム

フォームは軽量で柔らかく 、さまざまな用途に耐えるのに十分な密度もあります。湿気や錆に強い硬質フォームは、水や過酷な条件にさらされても構造的完全性を維持するため、海洋産業で役立ちます。その柔軟性により、CNC 加工によってほぼすべての形状を取ることができ、複雑で詳細な形状を作成するのに最適な素材です。

カービング フォームは、シール、ガスケット、電気部品の製造に最適です。防衛産業では、耐候性無線周波数製品に柔軟で耐水性のフォームを使用したり、特注の国土安全保障プロジェクトに耐熱フォームを使用したりしています。

フェノール

フェノールは、高い引張強度と曲げ強度を備え、電気用途に適した布で補強されたラミネートです。 G10/FR4 などの熱硬化性ガラス強化ラミネートは、電気絶縁によく使用される難燃性の熱安定性材料であり、強い電流から人々を保護します。 G10/FR4 は、電気通信デバイスのプリント回路基板や、タイマーや変圧器などの電気制御にも使用できます。

他のフェノールラミネートには、高温での安定性、硬度、さまざまな条件下での寸法安定性などの特性があります。特に GPO3 は、開閉装置、変圧器部品、TV 部品などの高電圧部品で耐アーク絶縁を実現する電気グレードの材料です。一部のフェノール樹脂は、さまざまな専門産業で使用するために、摩擦、摩耗、耐薬品性さえ備えています。

あらゆる業界向けのカスタム コンポーネント

CNC 機械加工は、プロジェクトの正確なニーズに合わせて製造された業界固有の部品向けのソリューションです。世界的なイノベーションは、CAD および CNC 機械加工プロセスに完全に適合する創造的な設計から始まります。

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業界向けの CNC 加工の詳細

CNC 機械加工は、さまざまな産業にとって有用な生産手段であり続けています。金属や木材以外の複数の材料から部品を作成できるため、CNC 製造は、カスタマイズ可能なコンポーネントを必要とする特殊な分野に適した選択肢となっています。医療機器からドリル ビットまで、機械工は顧客の正確な仕様を満たす製品を製造できます。

多くの企業は、テスト用に少量のプロトタイプを注文する必要があるかもしれませんが、最終的には、より多くの生産数にニーズを増やす必要があるでしょう.大量の部品が必要な場合は、American Micro Industries などの大量注文加工が可能な会社を選択してください。 20 年以上にわたり、この分野での当社の経験は、当社がサービスを提供する業界の絶え間なく変化するニーズを学び、適応する機会を与えてくれました。当社についての詳細や見積もりの​​リクエストについては、オンラインでお問い合わせください。