エネルギー産業向けの CNC 加工:知っておくべき 3 つのこと

人間のエネルギー需要は、産業革命以前は控えめでした。たとえば、太陽のエネルギーを熱源に、馬を輸送手段に、風の力を地球一周航​​海に、水を穀物を挽く単純な機械の駆動に喜んで利用しました。 1780 年代にすべてが変化し、蒸気発電プラントが急速に成長し、そのほとんどのコンポーネントが高速旋盤を使用して製造されました。

しかし、急速な工業化が始まって以来、エネルギー需要が増大し続けるにつれて、エネルギーシステムと技術はより洗練されたものになりました。その結果、1952 年に CNC 機械加工技術が登場するまで、メーカーがエネルギー産業の製造要件を満たすことはより困難になりました。

この記事では、エネルギー産業における CNC 加工について説明します。 CNC マシンと、今日のエネルギー分野におけるその役割について知っておくべき 3 つのことを紹介します。それでは、早速始めましょう!

#1 CNC 加工が水力タービンと発電機コンポーネントの製造に役立っています

水力タービンと発電機は巨大で、何十万ものコンポーネントで構成されています。これらのコンポーネントのデザインとサイズはさまざまで、人差し指よりも小さいコンポーネントもあれば、車のサイズよりも大きいコンポーネントもあります。サイズの違いに関係なく、重要な要件の 1 つは、これらのコンポーネントが正確かつ正確に機械加工されて、シームレスな組み立てが確実に行われるようにすることです。

CNC マシンは、製品設計者がエネルギー産業でこれらの要件を満たすために使用する主要な機械加工技術の 1 つです。たとえば、Canyon Hydro (Pelton および Francis 水力発電タービンの主要メーカーの 1 つ) は、長さ 36 フィート、25 トンの水力発電システムを構成するコンポーネントの大部分を製造するために、7 軸 CNC フライス盤に依存しています。

このように CNC マシンに大きく依存している理由は理解できます。まず、CNC マシンは 4µm という小さな公差まで機械加工できます。これは、多くの水力発電コンポーネントや部品 (単純なシャフト、インペラー、ブッシングなど) で見られる公差の限界です。第二に、多軸 CNC マシンは、非常に大きく複雑な形状の製造に特に適しています。

ただし、CNC マシンの用途は再生可能エネルギー産業に限定されません。

#2 CNC 機械加工は、従来の発電機やタービンで機械加工が困難な材料の製造に役立っています

水力発電システムと同様に、化石燃料に依存して電力を生成する従来のタービンと発電機は、何千ものコンポーネントを特徴としています。ただし、再生可能エネルギー システムとは異なり、従来の発電機コンポーネントは最大 2300°F の非常に高い熱条件にさらされるため、エンジニアはこれらのコンポーネントに高強度で耐熱性の高い材料を使用する必要があります。

強度と耐熱性に優れた材料を見つけることは、製品設計者にとって問題ではありません。代わりに、課題はこれらの金属の適切な製造方法を見つけることです。たとえば、チタンやその合金のような高強度の材料は、機械加工性が低く (または平均的)、金属切削中にびびりやすい傾向があります。

CNC マシンは幅広い材料と互換性があるため、メーカーは、従来の発電機やタービンに見られる機械加工が難しい金属を製造するために、CNC マシンに依存しています。たとえば、熟練した機械工は通常、荒削りでは 59 m/分、仕上げ操作では 180 m/分以上の推奨切削速度でチタンを CNC 機械加工します。

送り速度と切削速度の違いの詳細をご覧ください。

#3 CNC 加工は、太陽光および風力発電システムの研究に貢献しています

太陽光発電と風力発電システムは、化石燃料に依存し、気候変動の一因となっている従来のエネルギー システムに取って代わり、世界中でゆっくりと中心的な役割を果たしています。その結果、これらのシステムの効率とパフォーマンスを改善するための調査研究が行われています。たとえば、一部の科学者は、新しい風力タービン ブレードの設計とソーラー パネルのエネルギー効率と性能を調査しています。

ご想像のとおり、CNC マシンは、これらの研究のほとんどで使用されるブレードとソーラー パネルのラピッド プロトタイピングに使用されるテクノロジの 1 つです。この好みの主な理由は、CNC 機械加工での設計変更の容易さです。

CNC 機械加工では、3D CAD ソフトウェアで寸法を変更するだけで済み、CNC 機械工は問題なく新しいブレード (またはソーラー パネルの設計) を迅速に製造できます。これは、金型を作り直すことから始めなければならない射出成形のような従来の製造方法には当てはまりません。

(関連記事:ラピッド プロトタイピングに CNC を使用する必要がありますか? 長所と短所)

エネルギー産業向け CNC 加工:Gensun がお手伝いします

今日のエネルギー産業における CNC 加工の役割を理解したところで、産業革命以来、CNC 加工が不可欠な製造方法であったことに同意するでしょう。しかし、CNC マシンがエネルギー部品の機械加工を簡素化するのと同様に、プロジェクトの成功は、一緒に働くマシン ショップにも左右されます。

最高級の CNC マシンを備えたマシン ショップと、経験豊富な CNC 機械工、エンジニア、品質管理の専門家と協力したいと考えています。

Gensun Precision Machining は 20 年近く事業を展開しており、エネルギー産業の顧客に高品質の CNC 機械加工サービスを提供しています。当社には最先端の CNC 機器があり、当社のエンジニアはお客様の製品を最初から正しく完成させることができます。

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