CNC加工は新興技術にまだ勝てるか？ 小さなネジで検証
CNC加工は長年にわたり製造業の主流製造手法として君臨してきました。しかし近年、付加製造（AM：アディティブ・マニュファクチャリング）のような新たな部品製造手法が台頭し、その地位が挑戦されています。CNC加工は栄光を維持できるのか？ 新技術の利点がCNC加工を凌駕するのか？
一つの小さなネジの加工を通じて、CNC加工が置き換えられる可能性があるのかを検証します。
CNC加工によるネジ製造方法
現在でもCNC加工はネジ加工の主流手法であり、特にCNC加工工場がマシニングセンタへアップグレードされた今なおその地位は揺るぎません。
CNCマシニングセンタでワークを加工するメリットは広く理解されていますが、その操作とプログラミングにはまだ神秘的なベールがかかっています。CNC加工でネジを製造するには、主に3つの方法があります：ネジフライス加工法、タップ加工法、ピック加工法。
ネジフライス加工法によるネジ加工
ネジフライス加工は、ネジフライス工具を用いて大径ネジ穴や難削材のねじ穴を加工する方法です。以下の特徴があります：
- 工具は一般的に超硬材質で、高速・高精度・高効率。
- 同一ピッチなら、左ねじ・右ねじ問わず同一工具で対応可能、工具コスト削減。
- ステンレス鋼、銅など難削材のねじ加工に特に適し、切りくず排出と冷却が容易で、加工品質と安全性を確保。
- 工具先端ガイドがないため、ネジ底穴が浅い盲穴や、アンダーカットのない穴加工に便利。
ネジフライス工具は機械式クランプ超硬インサート式フライスカッタとソリッド超硬フライスカッタの2種類に分類されます。機械式クランプ工具は、ねじ深さがブレード長未満の穴だけでなく、ブレード長より深い穴にも対応可能。ソリッド超硬フライスカッタは、ねじ深さが工具長未満の穴加工に使用されます。
CNCマシニングセンタによるタップ加工法
小径ねじ穴や、穴位置精度要求がそれほど高くない場合に適しています。一般的に、ねじ底穴ドリル径をねじ底穴径公差の上限寄りに設定し、タップの切削代を減らして負荷を軽減、タップ寿命を延ばします。
被削材に応じた適切なタップ選定が必要です。タップはフライスカッタやボーリングバーに比べ、被削材に対して非常に敏感です。タップは「通り穴用」と「止まり穴用」に分類されます。 通り穴用は先端ガイドが長く前方へ切りくず排出。止まり穴加工ではねじ深さが確保できないため注意。止まり穴用は先端ガイドが短く後方排出。フレキシブルタップチャック使用時は、タップシャンク径と四角巾がチャックと同一であること。リジッドタッピング時は、タップシャンク径がスプリングコレット内径と同一であること。
タップ加工法のプログラミングは比較的シンプルで、全て固定サイクル（キャンドルサイクル）で構成され、パラメータ値を追加するだけで完了します。ただし、異なるNCシステムやサブプログラム形式ではパラメータの意味が異なるため注意が必要です。
3DプリントはCNC加工に取って代わるか？
3Dプリントは付加製造の一種で、材料の積層により物体を製造します。一方、CNC工作機械は減法製造で、材料を削り取って物体を作ります。CNC工作機械は非常に成熟した製造装置で、伝統的製造業で広く使用されています。一方、3Dプリントは新しい製造理論であり、技術はまだ研究開発段階にあります。
もちろん、持続可能な開発を追求する現代において、3Dプリントは資源節約と資源利用効率で大きな優位性を持ち、複雑な物体製造においてもより効率的です。
ネジ一本を3Dプリントで作るのは非常に便利です（多少時間はかかります）。しかし、大量のネジを短時間で3Dプリントで作ろうとすると、現実的ではありません。3Dプリントの仕組みと技術的特性から、大量生産には不向きであることが明らかです。
3Dプリントと比較して、CNC加工は優れた安定性を持ちます。設定された加工プログラムに従ってCNC工作機械が連続稼働するからです。また、CNC加工コストは3Dプリントより低く、ネジ加工においてCNC加工の方が有利です。
3DプリントとCNC加工の違い
- 生産範囲: 3Dプリント技術の加工可能範囲はCNC製造より広い。高い自由度で、CNCでは困難または不可能な幾何形状も製作可能。
- 成熟度: CNC加工業界には、主軸、工具インターフェース、制御システムなど成熟した標準規格があるが、3Dプリント分野には未確立。
- 製品サイズ: 3Dプリントで超大型部品を作るのは困難だが、CNCなら対応可能。
- プロセスタイプ: 3Dプリントはモデルを積層する付加製造、CNCは原材料を連続切削除去する減法製造。
付加製造が悪いとかCNC加工が悪いとか言えるものではありませんが、製造企業にとって、CNC加工がもたらすメリットは付加製造（カスタマイズ製品販売企業を除く）より大きいと言えます。
したがって、CNC加工は今後も製造業に残り、加工業界で揺るぎない地位を維持し続けると考えます。
JTRはCNC加工サービスと3Dプリントサービスの両方を提供するプロフェッショナルメーカーです。貴社製品がCNC加工向きか3Dプリント向きか不明な場合は、ぜひご相談ください。または直接、製品のCNC加工を当社で完結させることも可能です。JTRのCNC加工能力は信頼に値します。
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