メーカーは多くの場合、自社製品に最適な材料を選択するための支援を必要とします。 CNC加工 プロジェクト。 しかし、誰が彼らを責めることができるでしょうか？ プラスチックと金属にはそれぞれ独自の利点があります。プラスチックの多用途性を重視する場合でも、金属の耐久性を重視する場合でも、この記事ではそれぞれのオプションについて説明します。

プロジェクトの要件に沿った情報に基づいた意思決定を支援するために、それらの固有の特性、用途、考慮事項を調査します。この記事を読み終えるまでに、CNC 傑作品に完璧にマッチする材料を鍛造するために必要な情報がすべて揃っているでしょう。

CNC 加工材料を理解する

簡単に言えば： CNC (コンピューター数値制御) 加工は、コンピューター制御の機械を使用してワークピースから材料を除去し、複雑な形状やコンポーネントを作成する超精密製造プロセスです。材料の選択は、結果の品質、性能、費用対効果を決定する上で重要な役割を果たします。

プラスチック: 多用途でコスト効率が高い

プラスチックまたはポリマーは、さまざまな分野で広く普及しています。 CNC加工 その理由は、多用途性、手頃な価格、加工の容易さです。プラスチックを使用する主な利点は次のとおりです。

  • 費用対効果の高いプラスチックは一般に金属よりも安価であるため、多くの用途にとって経済的な選択肢となっています。
  • 軽量：プラスチックは金属よりも密度が低いため、重量が重要な要素となる用途に最適です。
  • 耐腐食性：多くのプラスチックは化学薬品、湿気、腐食に耐性があり、過酷な環境に適しています。
  • 絶縁特性:プラスチックは優れた電気絶縁体および熱絶縁体であるため、電気部品や温度変化を伴う用途に適しています。

ただし、プラスチックにはいくつかの制限もあります。

  • 低強度：プラスチックは一般に金属ほど強度や剛性が高くないため、高応力用途での使用が制限される可能性があります。
  • 温度感度:一部のプラスチックは高温で変形したり特性を失ったりするため、特定の用途での使用が制限されます。

金属: 強度と耐久性

金属は、その卓越した強度、耐久性、高温耐性により、CNC 加工に伝統的に選択されてきました。金属を使用する主な利点は次のとおりです。

  • 高強度：金属は引張強度が高いことで知られており、耐荷重能力や高応力環境が必要な用途に適しています。
  • 耐久性：金属は摩耗、磨耗、衝撃に強いため、製品の寿命が長くなります。
  • 温度抵抗：多くの金属はその特性を失うことなく高温に耐えることができるため、熱や極端な環境を伴う用途に適しています。
  • 電気伝導率と熱伝導率:金属は電気と熱の優れた伝導体であるため、電気部品や熱伝達を伴う用途に適しています。

ただし、金属にはいくつかの制限もあります。

  • より高いコスト：一般に金属はプラスチックよりも高価であるため、全体の製造コストが増加する可能性があります。
  • 総重量：金属はプラスチックよりも密度が高いため、重くなり、重量に敏感な用途には適さない可能性があります。
  • 腐食の可能性:一部の金属は腐食しやすく、その完全性や性能が損なわれる可能性があります。

CNC 機械加工材料を選択する際に考慮すべき要素

CNC 加工プロジェクトに最適な材料を選択するには、次の要素を考慮してください。

  1. アプリケーション要件：最終製品がさらされる環境、耐える負荷、満たさなければならない特定の性能基準など、最終製品の使用目的を評価します。
  2. 強度と耐久性:用途の要求に基づいて、材料の必要な強度、剛性、耐久性を決定します。一般に金属はより強く、より耐久性がありますが、プラスチックは特定のポリマーに応じてさまざまな程度の強度と耐久性を提供します。
  3. 重量と携帯性:重量が重要な要素である場合は、密度が低いプラスチックが好ましい選択肢となる可能性があります。一方、金属は通常より重いですが、高い強度と耐久性が必要な用途には必要になる場合があります。
  4. 温度抵抗：動作中に材料がさらされる温度範囲を考慮してください。一般に金属は耐熱性が高いですが、一部のプラスチックは高温で変形したり特性を失ったりする可能性があります。
  5. 耐薬品性：材料が遭遇する化学環境を評価します。多くのプラスチックは優れた耐薬品性を備えていますが、金属は特定の環境では腐食を受けやすい場合があります。
  6. 電気伝導率と熱伝導率:電気伝導性または熱伝導性が要件である場合は、優れた伝導特性を持つ金属がより良い選択となる可能性があります。
  7. コストと予算:入手可能性、加工要件、プロジェクト全体の予算を考慮して、さまざまな材料のコストを比較します。一般にプラスチックは金属よりもコスト効率が高くなります。
  8. 美しさと仕上げ:最終製品の望ましい外観と表面仕上げを考慮してください。一部の素材は、より優れた美的品質を提供したり、特定の後処理技術を必要としたりする場合があります。

選択するにはどうすればよいですか?

選択するとき 最高のCNC加工材料 プロジェクトでは、特定の要件を慎重に評価し、最も重要な要素に優先順位を付けることが不可欠です。場合によっては、望ましい性能と費用対効果を達成するために材料の組み合わせが必要になる場合があります。

材料の選択を説明するためのいくつかの例を次に示します。

  • 厳しい公差要件と中程度の荷重を伴う高精度コンポーネントの場合、高い剛性、寸法安定性、耐薬品性を備えた PEEK や Ultem などの高性能プラスチックが優れた選択肢となる場合があります。
  • 過酷な環境での耐荷重用途には、その優れた強度、耐久性、耐食性により、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属が好ましい選択肢となる場合があります。
  • 中程度の強度要件を備えた、軽量でコスト効率の高い消費者向け製品の場合、ABS やポリプロピレンなどの一般的なプラスチックが適切な選択肢となる可能性があります。

主要な取り組み

CNC 加工プロジェクトに適切な材料を選択することが重要です。選択する際には、考慮すべき重要な点がいくつかあります。

プラスチック材料は非常に用途が広く、さまざまな種類があります。通常、金属よりも安価で、軽量です。欠点は、プラスチックが十分な強度がない、または一部の作業では高温に耐えられない可能性があることです。

アルミニウム、スチール、チタンなどの金属素材は非常に耐久性があり、衝撃に耐えることができます。高温にも問題なく耐えられます。その代償として、金属はプラスチックに比べてコストが高く、重量もはるかに重くなります。

決定するときは、自分のパートが何をする必要があるかを正確に考慮する必要があります。高温や低温にさらされる場合にどれだけの強度が必要か、化学物質や電気に耐える必要があるか、どれくらいの重量に耐えられるかを考えてください。コストや完成品の仕上がりも要素となります。

1 つの素材だけを使用してもうまくいかない場合があります。このような場合、特性を適切に組み合わせるために、さまざまなプラスチックや金属を組み合わせる必要がある場合があります。

材料選びは一人でしないでください！経験豊富な CNC 機械技師やエンジニアに必ず相談してください。彼らはさまざまな素材の隅々まで知っており、特定のプロジェクトのニーズに合わせて正しい方向を示すことができます。