CNC加工の3大課題とエキスパート解決策

Fast Radiusキーアカウントマネージャー、Shant Alexanianによる寄稿です。

コンピュータ数値制御加工（CNC加工）は、コンピュータプログラムされた工具を用いて、完全にカスタマイズ可能で高精度なパーツを作る製造手法です。CNC加工の精度、正確さ、柔軟性により、わずかなエラーが深刻な結果を招く、クリティカルパーツの比率が高い産業（航空宇宙、自動車、ヘルスケアなど）で、選択される製造手法となっています。

射出成形やキャストウレタンとは異なり、CNC加工では各パーツが加工中に個別の注意を受けるため、生産されるすべてのパーツが仕様通りに正確に作られます。比較的信頼性が高く、繰り返し可能で効果的なプロセスですが、欠点もあります。

最大の落とし穴はコストであり、CNC加工におけるコストの主因は時間です。幸い、賢い製造向け設計（DFM）により、より多くの加工時間を要求する形状を排除または削減し、コストを最小化できます。ここでは、CNC加工に関連する最も一般的な3つのペインポイントと、製品チームがそれらを解決または回避してCNC加工をよりコスト効率よくする方法を紹介します。

1. 内部鋭角

内部鋭角は、ほとんどの機械加工屋にとって最大の悩み種です。CNCマシンは一般に回転する丸い切削工具を使用するため、内側の直角コーナーを切削するのは非常に困難だからです。内部鋭角を実現することは時として可能ですが、特殊工具や放電加工（EDM）のような特殊な加工プロセスが必要となり、コストが跳ね上がります。

幸い、内部鋭角を避けることは通常可能で、かつ比較的容易です。パーツの機能性に不可欠なことは稀で、R付きコーナーなど、加工しやすいいくつかの代替案があります。

2. アンダーカット形状

アンダーカットは、標準切削工具では加工できない形状です。その一部の面が上方からアクセスできないためです。主なアンダーカットタイプはTスロットとダボテイルの2つで、標準エンドミルでは到達できないため、CNC加工が困難です。

幸い、アンダーカット形状が常に問題になるわけではありません。製品チームはいくつかの方法で対処できます：パーツにセットアップを追加する、設計を変更して排除する、特殊工具を使用する、形状をパーツのエッジ近くに配置して加工容易性を高める、などです。

3. ワークホールディング（工作物固定）

「ワークホールディング」とは、マシンでのパーツ固定、つまり切削開始後にパーツをどう固定するかを指します。パーツが加工中に固定しにくい場合、生産に時間がかかり、コストが高くなるため、ワークホールディングはCNC加工で容易にペインポイントになり得ます。

他のCNC加工課題とは異なり、ワークホールディングは設計段階よりも製造段階で最も効果的に対処されます。しかし、特定の設計形状はワークホールディングを最適化し、コスト削減に役立ちます。

固定が難しいパーツへの解決策はいくつかあります。設計段階では、パーツに平らな面を追加してクランプしやすくできます。あるいは、ホットグルーや両面テープのようなシンプルで安価なソリューションで固定できるパーツもあります。最も効果的だが最も高価なのは、特定パーツに合わせてカスタムメイドされるソフトジョーです。

CNC加工のベストプラクティス

CNC加工に関連する時間とコストを削減する最も確実な方法は、製造向け設計（DFM）を行うことです。エンジニアと製品設計者は、製造プロセスをより容易かつ高速にする形状を取り入れることができます：

• 主要形状を同一面に配置し、セットアップ数を削減
• 深い形状を避ける（より高価な工具が必要になることが多い）
• 可能なら柔らかい材料を使用（硬い材料は切削に時間がかかる）
• 可能ならパーツを小さくシンプルに（大型・複雑パーツは切削に時間がかかる）

Fast Radiusのような製造パートナーは、製品チームがCNC加工プロセス中のコスト削減機会を特定・活用できるよう支援するだけでなく、CNC加工が特定プロジェクトの最良の選択肢かどうかの判断や、材料選定プロセスの支援も可能です。他の製造パートナーとは異なり、Fast Radiusはテクノロジーに中立で高い柔軟性を持ち、あらゆるお客様固有のプロジェクト要件と価格帯に適応できます。熟練した設計・エンジニアリングエキスパートチームが、あなたのコンセプトを現実にするお手伝いをします。

Fast Radiusが次のCNC加工プロジェクトでどう支援できるか詳しく知りたい方は、ラーニングセンターをご覧ください。