CNC加工における硬い金属と柔らかい金属の選択：6つの必須考慮要因

選択肢があることは良いことですが、今後のCNC加工プロジェクトで明確な目的を持ち、適用する材料を選択する必要があるとき、それは生産プロセスの重要な鍵となり、コストもかかる可能性があります。以下の記事では、CNC加工で硬い金属と柔らかい金属のどちらを選ぶか検討するための6つの要因を紹介します。

• CNC加工における金属の特性

CNC用の金属を選択する前に、異なる力が加わったときの材料性能を知っておくべきです。考慮すべき主要な機械的特性は：

• 強度（硬い金属）
• 弾性（硬い金属の方が柔らかい金属より弾性が高い傾向）
• 硬さ（硬い金属）
• 磁性（鋼）
• 延性（柔らかい金属）
• 破壊靭性（すべての金属が最も高い範囲を持つが、柔らかいから硬いへ向かって最もタフ）
• 密度（柔らかいから硬いへ向かって密度スケールで範囲が変わる）
• 減衰（硬い金属は減衰容量が小さい傾向）

もし上記のいずれかの材料があなたのニーズを超えている場合は、実際の特性値を調べるためにリサーチすることをお勧めします。または、CNC加工用材料ページで必要なすべての材料の包括的なリストをご確認ください。

• 金属の摩耗と疲労特性

狙う加工部品に基づいて選択してください。硬い金属と柔らかい金属の選択前に考慮すべき要因があります。最も重要な疲労特性をリストアップします。

疲労強度と靭性： これは、一定サイクル数内で材料が耐えられる応力です。これらの変化は、最終用途要件を満たす適切な材料選定を支援するために広く研究されています。実は、このテーマに関する研究によると、「疲労はすべての金属故障の約90%を占める」と推定されています。故障は速やかに、予告なしに起こるため、通常は比率の平均で疲労強度を測定します。材料選定時、部品が複数の応力サイクルを受けることがわかっている場合は、疲労強度レベルを評価することをお勧めします。

環境サイクル： 環境サイクル試験のリソースはたくさんあります。ほとんどの場合、規制された環境に置かれ、高温・低温、高湿・低湿、熱サイクル、熱衝撃試験が行われます。

• 高温に耐える金属：チタン、ステンレス鋼
• 低温で延性を維持できる金属：銅、アルミニウム

クリープ抵抗は、材料が「クリープ（長期間にわたって変形する傾向）」に抵抗する能力、すなわち高い抵抗レベルをもたらす変形傾向への耐性を指します。変形材料の標準放射線は、時間とともに変化する可能性があります。ニッケル、チタン、ステンレス鋼が金属変形に対する最高の抵抗を持ちます。アルミニウムは融点が極めて低く、航空宇宙用途には推奨されません。

• 金属の耐食（酸化）性

周囲環境との化学反応により、金属腐食は劣化または酸化です。金属腐食には多くの理由があり、主にすべての金属腐食です。ステンレス鋼は非常にゆっくりと腐食するため、腐食が心配な場合は最良の選択です。

ステンレス鋼のもう一つの代替案はアルマイト処理アルミニウムです。この方法は腐食を軽減し、非常に耐久性のある仕上げになります。アルマイト処理は付随サービスであるため、プロジェクトの納期が延びる可能性があり、プロジェクトニーズに合わない場合があります。

• 金属の熱的特性

少し触れましたが、金属は熱間圧力下で非常に異なる反応を示します。金属は膨張し、溶け、電気を伝導します。これらは私たちが探求する変化のほんの一部です。

• 金属の製造容易性

製造容易性については、各サプライヤーや製造パートナーがそれぞれの能力に基づいて異なる要件セットを持つ可能性があります。あなたの部品が加工不能で、設計の柔軟性がほとんどない場合、製造方法を3Dプリントに変更する必要があるかもしれません。これはユニークな金属とプラスチックのソリューションを提供します。良いニュースは、部品を加工することを決めて見積もりをアップロードすれば、JTR Protolabsではほぼ瞬時に各見積もりに対して製造のための設計（DFM）フィードバックを提供できることです。

見積もり分析では、部品設計のインタラクティブな3D画像にアクセスでき、部品形状を見て、壁厚、狭い溝、公差、ねじ、穴加工などの潜在的な設計問題を推定できます。

• 金属のコスト

材料選定前の重要要因リストの最後はコストです。これはあなたにとって驚きではないかもしれませんが、より多くの特性要件やニーズがあれば、材料により多くの費用を払うことになります。上記の他の特性のいくつかを妥協できるなら、アルミニウムは経済的な加工材料です。時間とコストを節約できます。

ここには解明すべきことがたくさんありますが、硬い金属と柔らかい金属のトレードオフをよりよく理解し、次の加工プロジェクトを始める一助になれば幸いです。まだ質問がある場合は、経験豊富なエンジニアリングチームに相談することをお勧めします。