CNC 加工パーツに最適な仕上げを選択

表面仕上げは、CNC 機械加工の最終ステップです。仕上げは、美的欠陥の除去、製品の外観の改善、強度と耐性の追加、導電率の調整などに使用できます。

すべての表面仕上げオプションが利用可能である中で、プロダクト マネージャーやデザイナーはどのようにして最適なものを選択していることを確認できますか?幸いなことに、独自の利点を提供する一般的な仕上げがいくつかあります。あとは、各オプションの仕様を理解するだけです。

CNC 機械加工部品の一般的な仕上げ

機械加工済み

CNC 機械加工では、製造プロセスが完了するとすぐに、「機械加工されたまま」または「フライス加工されたまま」の仕上げの部品が製造されます。パーツには、小さいながらも目に見えるツール マークや傷があります。平均表面粗さは約3.2μmです。機械加工されたままの部品は、寸法公差が最も厳しく、後処理が必要ないため非常に手頃な価格で製造できます。

この仕上げは、美学よりも寸法の完全性を重視する方に適しています。ただし、機械加工仕上げのパーツは、保護に関してはあまり高く評価されません。粗さと保護コーティングの欠如により、傷、擦り傷、ひっかき傷が発生しやすくなります。

陽極酸化

陽極酸化処理は、CNC 機械部品の自然酸化物層を厚くして、より厚く、高密度で、非導電性で、耐久性を高める電気化学プロセスです。

このプロセスは、電気をよく通すアルミニウムまたはチタン合金を使用してのみ行うことができます。陽極酸化中、合金は酸性電解質浴に沈められ、陽極として機能します。陰極が陽極酸化タンクに置かれ、電流が酸を通過すると、電解質からの酸素イオンと合金からの原子が部品の表面で結合します。

陽極酸化には、タイプ II とタイプ III の 2 種類があります。全体的な仕上げプロセスは同じですが、タイプ II と III では、パーツを希硫酸溶液に浸す必要があります。

「装飾用陽極酸化」としても知られる陽極酸化タイプ II (完成したコーティングが透明または着色されているため) は、最大 25 μm の厚さのコーティングを生成します。塗装膜厚範囲は、クリアーパーツで4～8μm、ブラック染色パーツで8～12μmです。このプロセスにより、滑らかでエレガントで、腐食や摩耗に強い部品が製造されます。

「ハードコート陽極酸化」としても知られる陽極酸化タイプ III は、最大 125 μm の厚さの陽極コーティングを生成できます。このコーティングを施した部品は密度が高く、タイプ II の陽極酸化よりもさらに耐摩耗性があります。

全体として、陽極酸化仕上げは耐久性があり、優れた寸法管理を約束します。陽極酸化仕上げは、特に内部空洞や小型部品の高性能エンジニアリング アプリケーションでの使用に最適です。これらは、CNC 機械加工部品の中で最も美しい仕上げの 1 つですが、多くの場合、価格が高くなります。

粉体塗装

粉体塗装はスプレー塗装によく似ています。まず、腐食に対する耐性を高めるために、部品にリン酸塩処理またはクロム処理コーティングが下塗りされます。次に、部品は静電スプレーガンから乾燥粉体塗料で「塗装」され、少なくとも 200°C に加熱されたオーブンで硬化されます。複数の層を適用して厚さを増やすことができ、72 μm に達することもあります。

この仕上げだけで、CNC 機械加工された部品に、強く、耐摩耗性があり、見た目にも美しい薄い保護層が作成されます。このプロセスをビード ブラストと組み合わせて、部品の耐食性を高め、質感と外観の均一性を高めることができます。

陽極酸化とは異なり、粉体塗装仕上げはすべての金属と互換性があり、もろくなく、耐衝撃性に優れています。この仕上げは、多くの機能用途に適していますが、特に軍事用途に適している場合があります。

ただし、粉体塗装は一般に陽極仕上げよりも寸法制御が少なく、粉体塗装は小さなコンポーネントや内部表面での使用には推奨されません。さらに、粉体塗装は価格が高いため、大規模な生産には法外な費用がかかる可能性があります。

ビーズブラスト

ビード ブラストは、CNC 機械加工部品につや消しまたはサテンの表面仕上げを追加するために使用されます。このプロセスでは、加圧されたエアガンがパーツに数百万個のガラス ビーズを発射し、工具の跡や欠陥を効果的に取り除き、一貫した粒子の粗い仕上げを作成します。陽極酸化や粉体塗装などの他の仕上げとは対照的に、ビード ブラストは部品に化学的または機械的特性を追加せず、純粋に視覚的なものです。部品に材料を追加する粉体塗装とは異なり、ビード ブラストは還元仕上げであり、部品から材料を除去します。パーツの公差が厳しい場合、これは重要な考慮事項です。

ビード ブラストは、最も手頃な価格の表面仕上げの 1 つですが、手動で実行する必要があります。そのため、ビード ブラストを表面仕上げとして検討している場合は、このプロセスで正式に訓練を受けたオペレーターを雇う費用がかかることを覚悟しておく必要があります。また、最終的な結果はオペレーターの熟練度に大きく依存することを認識しておく必要があります。ビーズのサイズとグレードも最終仕上げに影響します。

CNC 加工部品の仕上げについて専門家のアドバイスを受ける

要するに、陽極酸化や粉体塗装などの後処理仕上げは、写真のように完璧である必要はないが、元の寸法を維持する必要がある部品に対して効果的なオプションであることが証明されるでしょう。アルミニウムまたはチタン部品の保護または強化には、陽極酸化が有効な場合があります。部品を陽極酸化できないが、強度と耐衝撃性が必要な場合は、粉体塗装が効果的な代替手段となります。最後に、公差よりも費用対効果が優先され、パーツに光沢のある仕上げが必要ない場合は、ビード ブラストが望ましい方法かもしれません。

エンジニア、デザイナー、プロダクト マネージャーは、製造の専門家に相談して、次のプロジェクトで正しい選択を行っていることを確認することをお勧めします。 Fast Radius の専門家は、製品設計やプロトタイピングから大規模な製造まで、製造に関するあらゆることに精通しています。私たちのチームは、CNC 機械加工部品に最適な仕上げを選択し、強力でエレガントな完成品を確実に市場に投入できるようお手伝いします。

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