現代の製造業における CNC ルーターの使用法を探る

CNC ルーターの用途を理解するには?まず、CNC ルーターとは何なのかを理解する必要があります。 CNC は「Computer Numerical Control」の略で、その名前が示すように、ワークピースと呼ばれることが多い製品の層を機械加工したり除去したりするために、コンピュータ化または自動化された制御が使用されます。 CNC 加工は、木材、プラスチック、アクリル、石、スチールなどの金属材料を含むさまざまな製品に対して行われます。 CNC 加工を使用して、さまざまなカスタマイズされた部品を構築できます。

CNC ルーターは、CNC フライス盤やこのカテゴリの他の CNC マシンに似ていますが、効率が向上し、発生する廃棄物も削減されます。

サイズ

他の CNC マシンと同様に、CNC ルーターも大きなサイズから始まりました。古いモデルは産業用途のみに使用されており、産業ではコンパクトさの必要性がなかったため、大型でした。

しかし、進歩が続き、そのアプリケーションがより小さな規模で登場し始めると、より小さなサイズの開発が始まり、現在ではデスクトップに設置できるデスクトップ CNC ルーターが登場しています。このサイズの縮小は、大型の産業用同等品と比較して電力に影響を与えますが、高速かつ効率的です。それらをコンピュータに接続するだけで操作できます。

仕事中

CNC ルーターの動作については、次の手順で説明します。

CAD 設計

プロセスは自動化されコンピューター制御されているため、CNC ルーターを操作するために最初に必要なのは、コンピューターが理解できる形式のデータであり、CNC マシンの場合は、コンピューターが製品の設計に使用する CAD モデルに変換されます。

CAD モデルはさまざまな言語を使用して作成され、その一部は組み込まれていますが、外部ソフトウェアを使用して CAD モデルを設計し、それを CNC ルーター システムに組み込むこともできます。

CNC のセットアップ

モデルを設計した後は、それを直接使用することはできません。 CNC フォーマットに変換する必要があります。このフォーマットは、CNC ルーターを制御するプログラミング コードの生成に使用されます。これらのプログラミング コードには、ツール ヘッドの動きに関するさまざまな命令が含まれており、指定された命令に基づいて作業が実行されるため、これらは不可欠です。

CNC ルーターは、この目的のためにさまざまなプログラミング言語を使用します。プログラミング言語には、G コードや M コードなどがあります。これらのプログラミング言語は両方とも組み合わせて使用​​されます。 G コードまたは幾何学コードは、ツール ヘッドの基本的な動きを制御するために使用されます。時間、方向、移動方法はGコードによって制御されます。

M コードは、その他の関数コードとも呼ばれ、プロセスの開始時と終了時にさまざまな関数を制御します。これらのプロセスには、機械の蓋の開閉が含まれ、製品の自動取り外しも実行できます。

プログラムの実行

ツール ヘッドを設定し、設計ファイルを変換した後の最後のステップは、設定を確認した後にプログラムを実行することです。

木製 CNC ルーターの使用

木工のキャリアを始めたばかりの段階では、従来の方法に比べて CNC ルーターはあまり役に立たないようです。 CNC ルーターの必要性と要件は、複雑な形状を作成する必要がある場合に発生します。需要の増加と大量生産も、CNC ルーターが必要な理由です。

以下に、木製 CNC ルーターが役立つ理由をいくつか示します。

作業廃棄物

木製 CNC ルーターに変更する非常に重要な経済的、環境的、効率的な理由は、廃棄物の発生を削減できることです。使用される標準ルーターは、CNC ルーターに比べて操作効率が低く、CNC ルーターの精度は標準ルーターよりもはるかに高くなっています。操作をコンピュータ化することにより、操作中に人的エラーが発生する可能性がなくなり、多くの時間と貴重なリソースが節約されます。

再現性

CNC ルーターに移行するもう 1 つの重要な理由は、CNC ルーターが提供する完璧な再現性です。これは、特定の注文の大量生産に特に役立ちます。 3D モデルを設計し、その 1 つのモデルに基づいて複数のコンポーネントを製造することにより、標準的なルーターを使用して同じ製品を大量生産する場合と比較して、コンピューターによって制御される操作があまり変わらないため、量産製品で発生する可能性のあるばらつきを打ち消すことができます。

操作

木製CNCルーターへの移行のもう一つの大きなポイントは、操作性です。木製 CNC ルーターを操作するには、操作がコンピュータ化されているため、操作に関する専門知識は必要ありません。テクノロジーの進歩が示すように、休みなく働く必要はなくなりつつあります。 CNC ルーターに基づく操作はコンピューター プロセスのみに基づいているため、CNC ルーターの操作に必要な専門知識はコンピューターの知識のみです。コンピュータ トレーニングに基づいて、従業員は知識と創造性に基づいてさまざまな製品に取り組むことができます。

安全性

CNC ルーターへの移行におけるもう 1 つの非常に重要な側面は、CNC ルーターが提供する安全プロセスです。自動化された操作と閉鎖された操作エリアを導入することにより、作業者の安全が優先され、作業者は実行中の操作のツール ヘッドや危険なコンポーネントの近くまたは危険な近傍に立つ必要がなくなります。

生産能力とリソース

効率と操作速度の向上は、木製 CNC ルーターに移行する非常に重要な理由です。従来の方法やルーターと比較して、CNC ルーターを使用すると、生産能力と速度が飛躍的に向上します。従来のルーターで同様の生産能力と速度の向上を実現すると、品質と反復性に大きな妥協が生じることになります。生産速度と生産能力の向上により、リソースの使用量も減少します。非常に効率的な運用により、品質を損なうことなく、従来のルーターと比較してリソース消費が大幅に削減されます。

これらは、木製 CNC ルーターを使用する必要がある理由の一部です。

CNC ルーター マシンでできること

CNC ルーター マシンの能力に関しては、CNC ウッド ルーターの動作や、CNC ルーター マシンで採用されている彫刻方法や手順について話しているという意味ではありません。ここでは、CNCルーターマシンを使用してどのような材料を彫刻できるかを意味します。マテリアルについて話すとき、マテリアル自体には、この領域に含まれる可能性のある幅広いマテリアルが組み込まれています。

CNCルーターマシンは非常に硬くて鋭い工具を使用して彫刻できるため、木材やボール紙材料に加えて、アクリル、PVCボード、2色ボード、木製ボード、ゴムボードも彫刻できます。リストされているこれらすべての用途は、一連のポリマーに含まれます。ポリマーの強度は非常に低く、弾性限界も非常に高いです。つまり、このような材料の加工は非常に簡単で、高速度鋼や工具鋼でできた工具を使用して行うことができます。アクリル板、塩ビ板、2色板、ゴム板などの高分子材料への彫刻は古くから行われています。これらの材料は産業のさまざまな分野で広範囲に応用されており、これらの材料は機械加工が容易であるため、作業のほとんどは CNC ルーター マシンで行われます。下の写真は、アクリル、PVC ボード、2 色のボール紙、さらにはゴムボードなど、さまざまな種類のポリマー素材に加工と彫刻が行われていることを示しています。

現在、セラミック材料に向けて、CNC ルーター マシンは、非常に高強度で脆い材料の彫刻にも対応しています。このような素材の例としては、密度ボード、大理石、ガラス、クリスタルなどがあります。これらの材料は非常に強度が高いため、加工は少し困難です。しかし、それは不可能ではなく、プロセスパラメータと使用する切削工具を変更することで容易になります。これらの材料は非常に脆いため、切断または彫刻には炭化タングステンが使用されます。炭化タングステン自体はセラミックであり、多くの硬い材料も彫刻できる可能性があります。この材料は少し高価なので、セラミックや脆性材料の彫刻にのみ使用されます。下の写真は、さまざまなセラミック製品への彫刻手順を示しています。

最後になりましたが、金属は CNC ルーター マシンでも非常によく使われています。現在では、ほとんどの作業が金属で行われています。これは、新しい合金の強度対重量比が非常に高いためです。この目的のため、日常生活の多くの用途で木材が置き換えられています。さて、セラミックの場合と同様に、切削工具は炭化タングステンでできており、この場合、工具は炭化タングステンでできているか、ダイヤモンドでできています。金属の彫刻プロセスでは多くの熱エネルギーが放出され、切断点でも多くの熱が放出されるためです。そのため、先端が溶けてしまうのですが、この問題を解決するには、融点も非常に高いダイヤモンドが好まれます。 CNC ルーター マシンによる彫刻に使用される金属には、銅、アルミニウム、一般に低炭素鋼などの一部の鋼があります。以下の図は、CNC ルーター マシンによるさまざまな金属の彫刻を示しています。

木製看板の文字

この種の製品では、木材に何らかの彫刻が施されています。木材の切断には鋭利な工具が必要です。刻印は、最近ではほとんどの業界で行われている最も一般的な作業の 1 つです。文字や形状を刻印すると、最終製品は非常に不透明に見え、最終製品に行われた刻印を容易に区別できます。下の写真は、文字や図形を彫刻したときの製品の様子を示しています。

木製看板浮き文字

このようなCNCルーター加工品では彫刻が施されますが、上記とは逆になります。この場合、大量の材料が除去されますが、最終製品も不透明に見えます。このような製品もCNCルーターマシンの得意分野です。下の画像は、CNC ルーターマシンによって木材に浮き出た文字を示しています。

段ボールのテンプレート

段ボールのテンプレートを製造するには、まずコンピューター上のソフトウェアでデザインを作成します。これにはすべての寸法も含まれます。その後、Donek D4 ドラッグ ナイフなどの適切なツールが選択され、このプロセス中、機械の送り速度は毎分回転せずに 100 インチ/分に維持されます。最終的な製品は、下の写真のようになります。

360 – 真鍮のボウタイ

CNCルーターマシンは木製品だけでなく金属製品の製造も可能ですが、金属は非鉄であることが条件となります。アルミニウム、真鍮、銅などのさまざまな非鉄金属の装飾品がCNCルーターマシンで数多く生産されていますが、この場合のパラメータの扱いは非常に困難です。処理速度も低く保たれますが、RPM は非常に高く保たれ、製品の部品/分比も低下します。金属の切断刃は強度も高いため非常に鋭利です。下の図は、CNC ルーターマシンで製造された部品の一部を示しています。

花崗岩の彫刻

木材や非鉄金属への彫刻の他に、CNC ルーターマシンを使用して硬い製品も彫刻できます。花崗岩は、強度が高く、最も硬い金属の一つと考えられています。彫刻することもできますが、この場合、刃物の先端は通常ダイヤモンドで構成されています。ダイヤモンドは私たちが知る限り最も硬い元素であるため、超硬合金の加工に最適です。ダイヤモンド カッターを使用して彫刻を行う場合、以下に示すように最終仕上げが非常に滑らかになるという利点があります。

産業における CNC ルーターマシンの応用

CNC 木製ルーターで仕上げる必要がある CNC ルーター プロジェクトは数多くあります。ほぼ 80% の業界で、CNC ルーター マシンがさまざまな用途に使用されています。最も一般的な CNC ルーター プロジェクトと CNC ルーター アプリケーションについては、以下で説明します。

家具業界

木工彫刻は他の工法や機械に比べて効率が良いため、古くから行われてきました。 CNCルーターマシンの助けを借りて無垢材製品が製造され、他のどの方法よりも信頼性が高くなります。さらに、CNCルーターマシンの助けにより、作業がより速いペースで行われ、製造される製品の1分あたりの部品数の比率が増加します。家具産業は世界で最も確立された産業の 1 つであり、木材は他のどの材料よりも信頼性が高いため、木製製品の大量生産に多くの可能性を秘めています。 CNC ルーター マシンは主に材料の表面で作業を行うため、家具業界では家具製品の仕上げに CNC ルーター マシンが使用されます。

木工産業

木工業界では主に家具が使用されます。家具業界とは別に、木材産業について話すとき、CNC ルーター マシンは木製の装飾品、家のドアや窓の用途に使用され、多くのスポーツ器具は木材の彫刻から作られており、この業界にはさらに多くの用途があります。

広告業界

道路脇や建物の屋上にいくつかの看板がよく見られます。永続的に保存される広告板の多くは、それらの広告板には再版が行われないように彫刻が施されています。そのため、その広告板に彫刻が施されています。これは完全な業界であり、CNC ルーター マシンはこの業界で多くの用途に使用されています。

金型産業

冶金やいくつかの産業では、サンプル材料を彫刻して型を作成することもあります。さまざまな大きさや形の金型が作られるため、産業であると言われています。金型を作成する最も簡単な方法は CNC ルーター マシンによるものであるため、金型業界では賢明に使用されています。

手工芸品産業

すでに述べたように、多くの装飾材料、そして現在ではキーホルダーやその他の木製乗り物、装飾目的で使用される木製テーブルも、CNC ルーター マシンの助けを借りて彫刻によって作られています。これらの丈夫な対称形状は、CNC マシンで彫刻することによってのみ可能です。

音楽業界

すべての楽器の約90％は彫刻が施された木製の材料で構成されています。彫刻は、アーティストが楽器を操作できるように、楽器の完璧なサイズと形状を保証するために行われます。これらの CNC ルーター マシンは、楽器の製造を完璧にするためにこれらの業界で使用されています。

石彫刻産業

石に彫刻を施すことは古くから行われてきました。当初はハンマーとノミを使って行われていました。今ではCNCルーターマシンで適切に行われています。彫刻石は装飾品としてだけでなく、世界中の美術館でも歴史を伝えるものとして使われています。したがって、これは適切な産業であり、CNC マシンは継続的に稼働しています。墓の銘板も、石彫刻業界における CNC ルーター マシンのもう 1 つの用途です。

医療産業

医療業界では、CNC ルーター マシンは次の用途に使用されます。

• インプラント
• 研究設備
• 電気部品
• 高温プラスチックで作られた作品
• 矯正器具
• シールドされたエンクロージャ
• カスタマイズされたパッケージ
• 医療機器
• 電子エンクロージャ
• MRI 装置
• デバイスのモニタリング

航空宇宙産業

航空宇宙産業では、航空機のいくつかのコンポーネントを含むいくつかの部品が CNC ルーター マシンを使用して製造されています。これらには

• 多様体
• 電気コネクタ
• ブッシュ
• アンテナ
• 翼型
• 高周波抑制素材

運輸業

CNC ルーター マシンは、車両の多くのコンポーネントが CNC ルーター マシンを通過するという形で輸送業界で役割を果たしています。したがって、運送業界にも応用できます。

• 輸送船
• 18 輪輸送トラック
• 自動車
• 乗用車
• 貨物列車
• 旅客用レール

石油およびガス産業

CNC ルーター マシンは、石油やガスのパイプライン、パイプラインの継手に使用されるヒンジなどの製造に使用されます。いくつかのアプリケーションには

が含まれます。

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

軍事および防衛産業

軍事産業にはさまざまな分野が含まれており、多くの産業が軍事に関連しているため、総称して軍事産業や防衛産業と呼ばれます。 CNC ルーターマシンが使用されるさまざまな用途には次のものがあります。

• 電子機器
• 平面パーツ
• 通信および輸送コンポーネント

エレクトロニクス産業

電子産業では、アプリケーションは主に通信製品の保護に使用される部品です。これらの部分には

が含まれます

• ヒートシンク
• 無線周波数シールド
• アンプハウジング
• 電気絶縁

海洋産業

CNC ルーターマシンは、海洋産業でも幅広い用途に使用されています。主に船舶や潜水艦の製品です。多くの耐食性製品は非常に鋭いフィッティングと滑らかな仕上げを必要とする海洋産業で使用されているため、CNC ルーターマシンで製造されています。これらのアプリケーションには

が含まれます。

• 絶縁ケース
• 電子部品
• ボートの部品
• プロトタイプの金型
• プロペラ

概要

要約すると、木製 CNC マシンは地球上だけでなくさまざまな業界でも大きな役割を果たしていると言えます。 CNC ルーターマシンでの作業は、さまざまな従来の方法と比較してはるかに簡単です。 CNCルーターは、アクリル、PVCボード、2色ボード、木製ボード、ゴムボード、銅、アルミニウム、低炭素鋼、密度ボード、大理石、ガラス、クリスタルなどの幅広い材料を彫刻できます。これらの材料は、木工産業、家具産業、広告産業、金型産業、音楽産業、石彫刻産業、手工芸産業にも応用されています。また、他の多くの業界でも同様に可能性を秘めています。

上記はこのブログの主な内容で、CNC ルーターマシンの動作、CNC ルーターの分類、彫刻機の加工材料、CNC ルーターマシンの加工プロジェクト、CNC ルーターマシンの応用産業などを含みます。このブログを読んで、CNCルーターが何に使われるか知っていますか？プロの CNC 機械メーカーとして、Blue Elephant は、さまざまな CNC 木製ルーター、4 軸 CNC ルーター、5 軸 CNC ルーター、回転軸 CNC ルーター、ミニ CNC ルーター、小型 CNC ルーター、家庭用 CNC ルーター、ホビー CNC ルーター、中古 CNC ルーター、石材 CNC ルーター機械など、あらゆる種類の彫刻機を提供し、あらゆる分野の加工ニーズを満たすことができます。さらに、お客様の個別の生産計画に合わせてカスタマイズされた CNC ルーター生産ソリューションもユーザーに提供します。ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。