5軸加工：生産能力を拡張する

● 複雑なワークを1セットアップで加工し生産性向上
● ジグ準備削減で時間とコストを節約
● 能力とキャッシュフローを向上、リードタイム短縮
● ワークが複数ワークステーション間で移動しないため、高い部品精度を実現
● 短い切削工具使用で高切削速度と工具振動低減
● 優れた表面仕上げと全体的な部品品質向上

同時5軸加工では、機械の3軸（X、Y、Z）と2つの回転軸（A、B）が同時に動き、部品に複雑な加工を施します。3+2では、2つの回転軸で切削工具を傾斜固定位置にロックし、3軸フライスプログラムを実行します。このプロセスは「5軸ポジショナル加工」とも呼ばれ、加工中に工具を連続的に動かすのではなく、第4・第5軸で切削工具を固定位置に配置することに焦点を当てます。

5軸CNC加工の基礎

5軸加工とは、コンピュータ数値制御（CNC）を用いて、切削工具または部品を5つの異なる軸に沿って同時に移動させることです。切削ヘッドはすべての軸に沿って連続的に動き、工具先端が常に部品に対して垂直になるようにします。この高度な製造プロセスにより、多様な複雑部品の加工が可能になります。

5軸CNC加工のメリット

5軸CNC加工の主なメリットは以下の通りです：

● 1回のセットアップ（Single Setup）：3軸機では複数セットアップが必要で、不正確なアライメント、コスト増、エラーの原因になります。5軸加工なら複雑形状を1回の操作で加工可能。効率向上、時間節約、コスト削減、オペレータエラー防止。

● 短い切削工具：5軸加工では短い切削工具が使用可能。ヘッドを下げてカッタを適切に傾けるためです。これによりカッタに過度な圧力をかけずに高切削速度を実現。短い工具で振動も低減し、空洞やコアの発生を抑制。振動が少ないため表面仕上げが向上。

● 複雑部品：従来なら鋳造が必要だった複雑部品を加工可能。小ロット・試作なら、鋳造完了まで1ヶ月以上待つ代わりに数週間で部品完成。

● 工具寿命向上：一定のチップロードと最適切削位置を維持でき、サイクルタイムと工具寿命が改善。

● 穴あけ加工：様々な複合角度の穴系列をタイムリーに加工可能。3軸機なら各穴ごとに別セットアップが必要で、大幅な時間短縮。

● 衝突回避：テーブルや切削工具を傾けて、工具ホルダとの衝突を防止。

この製造プロセスは多くの産業を魅了し、特に航空宇宙と自動車で人気です。これらの利点により、石油・ガス、医療、代替エネルギー、コンプレッサなど、更なる産業での採用が進んでいます。

5軸の説明

3軸加工をご存知かもしれません。知らない場合もシンプルです：X軸で横方向、Y軸で縦方向、Z軸で前後方向に動く加工です。5軸加工ではさらに2軸、傾斜テーブル（A軸）とテーブル回転（C軸）が加わります。

5軸加工の構成

5軸機には主に2つの構成があります：

● スイベルローテート型（Swivel-Rotate-Style）：スピンドルを回転させるロータリ軸ヘッドを持ちます。テーブルが常に水平なため、大型重量部品の加工に最適。

● トランニオン型（Trunnion-Style）：可動テーブルを持ち、大量生産に有利。スピンドルがスペースを取らないため。

使用する機種は、部品重量、完成品の個数・体積など、作業の様々な要因に依存します。

なぜ5軸CNC加工を選ぶべきか

3Dプリント、3+2軸加工、5軸加工など機種比較の際、品質と効率を重視すれば5軸加工を選ぶでしょう。これらを比較するのはリンゴとオレンジを比較するようなものです。5軸加工プロセスが優れる理由は：

● 5軸 vs 3Dプリント：最大の違いは、5軸機が材料を除去する「減算プロセス」であるのに対し、3Dプリントは材料を積層する「加算プロセス」です。両者は共存・補完し合う関係で、一方が他方を置き換えるものではありません。複雑部品・多様材料・大量ワークなら5軸が最適。ただし、特定部品設計には3Dプリントを活用可能。

● 5軸 vs 3+2軸：3+2軸加工（5軸インデックス加工とも呼ばれる）と5軸加工の違いは分かりにくいかもしれません。3+2軸は停止・開始を繰り返すのに対し、5軸加工は連続的です。5軸加工は、同じ、あるいはより良い結果をよりシンプルかつ高速に達成する方法です。

あらゆる製造プロセスに特定用途がありますが、最高品質と最高効率を求めるなら5軸加工が推奨されます。

5軸加工の技術を極める

5軸加工には効率向上、工具寿命改善、リードタイム短縮など多くの利点がありますが、それらを実現するには独自の課題も伴います。これらのメリットを得るには、適切な人材が工具をセットアップし、プロセスを監視する必要があります。望む結果を得るには、単に部品を加工するだけでなく、適切なトレーニング、人員、コミュニケーションが必要です。

5軸加工で不可能を可能に

ワークショップで5軸加工を活用すれば、従来ならほぼ不可能だった複雑部品を製造できます。この追加能力により、フライス、穴あけ、タッピングを、複数の複雑形状に対してわずか1セットアップで実行可能。この1セットアップで、金属、合金、プラスチックのあらゆる複雑形状の組み合わせを作り出せます。試作から大量生産オーダーまで、予算さえあれば5軸加工がニーズに応えます。