CNC 加工に適した表面粗さの選択

CNC 機械加工は、公差が 0.025 mm の部品を作成できる、非常に正確で正確な製造プロセスです。ただし、サブトラクティブ製造方法であるため、CNC 機械加工ではカット マークが残り、最終製品の表面にある程度の粗さが生じます。

表面粗さとは?

表面粗さは、この場合は CNC 機械加工後の部品表面の平均的な質感の尺度です。表面粗さを定義するために使用されるさまざまなパラメータがあります。これらの中で最も一般的なものの 1 つは、表面の高さと深さの差から導き出される Ra (平均粗さ) です。 Ra 表面粗さは顕微鏡で測定され、通常はマイクロメートル (x 10~6 m) 単位です。この文脈における表面粗さは、表面仕上げとは異なることに注意してください。機械加工部品の表面仕上げは、陽極酸化、ビードブラスト、電気メッキなどのさまざまな仕上げ方法によって改善できます。ここでの表面粗さとは、パーツの機械加工後の表面テクスチャを指します。

さまざまな表面粗さオプションはどのように達成されますか?

通常、機械加工後の部品の表面粗さはランダムではありません。代わりに、特定の粗さを確実に達成するための手順が取られます。これは、表面粗さの値が事前に計画されていることを意味します。ただし、通常、任意の値が指定されるわけではありません。製造では、ISO 4287 で指定されているように、業界標準と見なされる特定の Ra 値があります。これらは、CNC 機械加工中に指定される可能性がある値です。それらは 25 um から 0.025 um の範囲で、あらゆる種類の製造および後処理操作に適用されます。

Xometry Europe では、CNC 加工アプリケーションで一般的に指定されている値でもある 4 つの表面粗さレベルを提供しています。

• 3.2 μm Ra
• 1.6 μm Ra
• 0.8 μm Ra
• 0.4 μm Ra

アプリケーションごとに異なる粗さの値が必要です。より低い表面粗さは、必要な場合にのみ指定する必要があります。これは、Ra 値が低いほど、より多くの機械加工の労力/操作と品質管理が必要になるためです。機械加工のコストと時間が大幅に増加する可能性があります。特定の表面粗さの値が必要な場合、通常、後処理操作は適用されません。これは、これらの操作を正確に制御することができず、部品の寸法公差に影響を与える可能性があるためです.

表面粗さは、特定の用途において部品の機能、性能、および耐久性に大きく影響します。使用中の部品の摩擦係数、騒音レベル、磨耗、熱、接着性に影響を与えます。これらの要因の重要性はアプリケーションによって異なります。そのため、部品の表面粗さは特定のアプリケーションでは重要ではありませんが、他の多くのアプリケーションでは重要です。これらのアプリケーションには、高張力、応力、および振動のシナリオ、嵌合および移動アセンブリ、高速回転部品、および医療用インプラントが含まれます。前述のように、用途によって必要とされる表面粗さのレベルは異なります。

以下は、当社が Xometry Europe で提供する粗さのレベルと、用途に適した Ra 値を選択するために知っておく必要があるすべてを探究したものです。

3.2 μm Ra

業務用機械の標準仕上げです。ほとんどの消費者部品に適しており、十分に滑らかですが、目に見えるカットマークが含まれています.特に指定がない限り、適用されるデフォルトの表面粗さです。

3.2 μm Ra は、応力、荷重、および振動を受ける部品の推奨される最大表面粗さです。また、負荷が軽く動きが遅い場合の移動面の嵌合にも使用できます。高速、微細送り、軽切削で加工されます。

1.6 μm Ra

通常、このオプションではカット マークがわずかに見えるだけです。この Ra 定格は、ぴったりとはめ込まれ、応力のかかる部品に推奨され、動きが遅く、荷重がかかる表面には十分です。ただし、高速で回転する部品や振動の激しい部品には不向きです。この表面粗さは、制御された条件下で高速、微細送り、および軽切削を使用して生成されます。

価格: 標準的なアルミニウム合金 (例:3.1645) の場合、このオプションは製造価格に約 2.5% 追加されます。これは、パーツの複雑さとともに増加する可能性があります。

0.8 μm Ra

高品位と見なされるこの表面仕上げは、製造に非常に厳密な管理が必要であり、より多くのコストがかかります。応力集中にさらされる部品に必要です。動きが不定期で負荷が軽い場合は、ベアリングとして使用できます。

価格: 標準的なアルミニウム合金 (例:3.1645) の場合、このオプションは製造価格に約 5% 追加されます。これは、パーツの複雑さとともに増加する可能性があります。

0.4 μm Ra

これは、提供されている最高級 (技術用語で「最も粗くない」) で最高品質の表面粗さです。高張力または応力下にある部品に適しています。また、ベアリングやシャフトなどの急速に回転するコンポーネントにも必要です。この表面粗さは、製造に最も手間がかかるため、滑らかさが最も重要な場合にのみ指定する必要があります。

価格: 標準的なアルミニウム合金 (例:3.1645) の場合、このオプションは製造価格に約 11 ～ 15% 追加されます。これは、パーツの複雑さとともに増加する可能性があります。

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Xometry では、これらの表面粗さオプションのいずれかを使用して、CNC 機械加工部品を製造することができます。モデルを即時見積もりプラットフォームにアップロードし、好みの表面粗さを選択するだけで、すぐに見積もりを取得できます。