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CNC (Computer Numerical Control) カスタム加工サービスは、3C (Computers、Communications、Consumer Electronics) 業界で重要な役割を果たしています。
CNC (Computer Numerical Control) によるカスタム加工サービス
3C I 業界
3C エレクトロニクスにおける CNC カスタム加工の具体的な用途をいくつか紹介します。：
1 プロトタイピングと製品開発 : CNC 加工は、3C エレクトロニクスのプロトタイピング段階で広く使用されています。 これにより、正確なカスタムコンポーネントの作成が可能になり、大量生産前の迅速なプロトタイピングと反復的な設計改善が容易になります。
2 カスタマイズされたケーシングとエンクロージャ： CNC 機械加工により、複雑かつ正確に設計された電子機器のケーシング、ハウジング、エンクロージャの製造が可能になります。 これらのケーシングは特定のコンポーネントに合わせてカスタマイズできるため、最適な機能と美観が保証されます。
3. プリント基板 (PCB)： CNC加工は高精度のPCBを作成するために使用されます。 CNC フライス盤およびボール盤は複雑な PCB 設計を製造し、穴、配線、コンポーネントの正確な配置を保証します。
4. ヒートシンクと冷却システム： 電子デバイスでは、最適なパフォーマンスと寿命のために熱の管理が重要です。 CNC 加工は、熱を効果的に放散する特殊な設計を備えた複雑なヒートシンクと冷却システムの作成に役立ちます。
5. コネクタとアダプタ： カスタム CNC 加工により、電子機器内の接続を容易にするコネクタ、アダプター、特殊なコンポーネントが製造されます。 これらのコンポーネントは、特定のデバイス要件を満たすように調整できます。
6. ボタンとコントロールのインターフェイス： CNC 加工により、電子機器用の正確でカスタマイズされたボタン、ノブ、制御インターフェイスを作成できます。 これにより、人間工学に基づいたデザインと機能性が保証されます。
航空宇宙事業の成否は、使用されるコンポーネントの精度、精度、品質に依存します。 このため、航空宇宙企業は高度な製造技術とプロセスを利用して、自社のコンポーネントがニーズを完全に満たしていることを確認します。 3D プリンティングなどの新しい製造方法が業界で急速に普及している一方で、航空宇宙用途の部品や製品の製造では、機械加工などの伝統的な製造方法が重要な役割を果たし続けています。 より優れた CAM プログラム、用途に特化した工作機械、強化された材料とコーティング、改善された切りくず処理と振動減衰などは、航空宇宙企業が重要な航空宇宙コンポーネントを製造する方法を大きく変えてきました。 しかし、高度な設備だけでは十分ではありません。 メーカーは、航空宇宙産業の材料加工の課題を克服するための専門知識を持っている必要があります。
材料要件
航空宇宙部品の製造には、まず特定の材料要件が必要です。 これらの部品は通常、極端な動作条件に対処するために、高強度、低密度、高い熱安定性、耐食性を必要とします。
一般的な航空宇宙材料には次のものがあります。：
1. 高強度アルミニウム合金
高強度アルミニウム合金は、軽量で耐食性があり、加工が容易なため、航空機の構造部品に最適です。 たとえば、7075 アルミニウム合金は航空宇宙部品の製造に広く使用されています。
2. チタン合金
チタン合金は優れた強度対重量比を備えており、航空機のエンジン部品、機体部品、ネジなどに広く使用されています。
3. 超合金
超合金は高温でも強度と安定性を維持し、エンジンノズル、タービンブレード、その他の高温部品に適しています。
4. 複合材料
炭素繊維複合材料は、構造重量の軽減、強度の向上、腐食の軽減に優れており、航空宇宙部品や宇宙船部品のケーシングの製造に一般的に使用されています。
航空宇宙部品加工のプロセスの特徴は何ですか?
プロセスの計画と設計
加工前にプロセスの計画と設計が必要です。 この段階では、部品の設計要件や材料特性に応じて全体的な加工スキームを決定する必要があります。 これには、加工プロセスの決定、工作機械の機器の選択、工具の選択などが含まれます。 同時に、切削形状、切削深さ、切削速度などの詳細な工程設計を行う必要があります。
材料の準備と切断プロセス
航空宇宙部品の加工工程では、まず加工材料の準備が必要です。 通常、航空部品に使用される材料には、高張力合金鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などが含まれます。 材料の準備が完了したら、切断工程に入ります。
このステップには、CNC 工作機械、旋盤、フライス盤などの工作機械の選択と、切削工具の選択が含まれます。 切削加工では、部品の寸法精度や表面品質を確保するために、工具の送り速度、切削速度、切削深さなどのパラメータを厳密に制御する必要があります。
精密加工工程
航空宇宙部品は通常、サイズと表面品質の点で非常に要求が厳しいため、精密機械加工が不可欠なステップです。 この段階では、研削や放電加工などの高精度プロセスを使用する必要がある場合があります。 精密機械加工プロセスの目的は、部品の寸法精度と表面仕上げをさらに向上させ、航空分野での信頼性と安定性を確保することです。
熱処理
航空宇宙部品によっては、精密機械加工後に熱処理が必要な場合があります。 熱処理プロセスにより、部品の硬度、強度、耐食性を向上させることができます。 これには、部品の特定の要件に応じて選択される焼き入れや焼き戻しなどの熱処理方法が含まれます。
表面コーティング
航空部品の耐摩耗性や耐食性を向上させるためには、通常、表面コーティングが必要です。 コーティング材料には、超硬合金、セラミックコーティングなどが含まれます。 表面コーティングは部品の性能を向上させるだけでなく、部品の寿命を延ばすこともできます。
組み立てとテスト
部品の組み立てや検査などを行います。 この段階では、さまざまな部品間の正確な一致を保証するために、設計要件に従って部品を組み立てる必要があります。 同時に、部品が航空業界の基準を満たしていることを確認するために、寸法試験、表面品質試験、材料組成試験などを含む厳格な試験が必要です。
プロセスの特性
厳格な品質管理： 航空部品の品質管理要件は非常に厳しく、部品の品質が基準を満たしていることを確認するために、航空部品の各加工段階で厳格なテストと管理が必要です。
高精度の要件： 航空宇宙部品は通常、寸法精度、形状精度、表面品質など、非常に高い精度を必要とします。 したがって、部品が設計要件を確実に満たすように、加工プロセスでは高精度の工作機械やツールを使用する必要があります。
複雑な構造設計： 航空部品は複雑な構造をしていることが多く、複雑な構造の加工ニーズに応えるためには多軸CNC工作機械などを使用する必要があります。
高温耐性と高強度： 航空部品は通常、高温高圧などの過酷な環境で使用されるため、耐高温性と高強度の材料を選択し、それに応じた熱処理プロセスを実行する必要があります。
全体として、航空宇宙部品の加工は、最終部品の品質と性能が航空分野の厳しい要件を確実に満たせるようにするために、厳密な操作プロセスと高度な加工装置を必要とする、非常に技術集約的で精度が要求されるプロセスです。
処理上の困難
航空宇宙部品の加工は、主に次の分野で困難です：
複雑な形状
航空宇宙部品は複雑な形状をしていることが多く、設計要件を満たすために高精度の機械加工が必要です。
スーパーアロイ加工
超合金の加工は難しく、これらの硬い材料を扱うには特別なツールとプロセスが必要です。
大型部品
宇宙船の部品は通常非常に大きいため、大型の CNC 工作機械と特殊な加工装置が必要になります。
品質管理
航空宇宙産業では部品の品質に対する要求が非常に厳しく、すべての部品が基準を満たしていることを確認するために厳格な品質管理と検査が必要です。
航空宇宙部品の加工では、精度と信頼性が重要です。 高品質の航空宇宙部品を製造するには、材料、プロセス、精度、加工の難しさを深く理解し、細かく制御することが鍵となります。
少し前には存在すらしなかった機械である CNC マシニング センターの用途は急速に広がり、成長し続けています。
今日の木工職人は、高速のフラットパネル製造作業から非常に複雑な彫刻に至るまで、さまざまな用途にこれらの多用途機械を使用しています。 高速ボーリングとルーティング、プロファイリング、切断、その他の機能を組み合わせたこれらのコンピューター制御の驚異は、美しい高級建築用木工品から巻き取りリールのフランジに至るまで、あらゆるものを製造する工場でうまく活用されています。
次のページでは、WOOD & WOOD PRODUCTS は、CNC テクノロジーへの投資を通じて人件費を削減しながら生産性と精度を向上させた全国の木工職人にインタビューします。 以下は彼らの物語です。
スピーカー メーカーは CNC 機械を使用して多様な製品を製造しています オーディオ スピーカーの OEM サプライヤーとして、オハイオ州ティフィンに拠点を置く Ameriwood Industries International Inc. の製品は、 メーカーのサイズは、本棚サイズの小型スピーカーから大型のシンフォニックスピーカーまでさまざまです。
アメリウッドの工場長ジム・ハリントン氏は、「当社ではさまざまなサイズやスタイルを扱っています。 私たちは、厚さや穴の位置が異なる、さまざまな種類の素材を扱います。 この製品の多様性のため、Ameriwood Industries (旧 Tiffin Enterprises) は、すべての品目に対して複数の機械加工を行っていました。 複数の作業が行われるということは、各部品を数人の作業員が扱わなければならないことを意味し、「扱う回数が増えるほど、製品が損傷する可能性が高くなります」とハリントン氏は述べた。
部品の取り扱いを最小限に抑え、人件費を削減するために、同社は Roger Stiles の CNC マシニング センターに投資しました。 & アソシエイト。
マシニング センター ビニール オーバーレイ パーティクルボードは、マシニング センターでトリミングされ、所定のサイズに切断され、穴あけされ、配線されます。 コンピュータ プログラムは、コンピュータ システムからマシンのコントローラに直接ダウンロードされます。
「私たちは何年にもわたって CNC ルーターを使用していました」とハリントン氏は言います。 「ルーティングドリルや立形ドリルに代わってマシニングセンターが登場しています。」ハリントン氏によると、マシニングセンターを使用すると、一度に最大 12 個のワークを加工できるようになったという。 すべての機械加工作業が完了すると、それはさらなる機械加工を必要としない「完全に完成した部品」になるとハリントン氏は付け加えた。
効率的なプラントが企業のコスト管理に貢献 過去 2 年間、ノースカロライナ州ワーベル プロダクツでは、曲面合板コンポーネントの製造に使用される原材料の価格が大幅に上昇しました。 これらのコンポーネントは、ハワースなどの契約家具メーカーに販売されます。
営業マネージャーのロビー・ウィルチャー氏は、「原材料費が30％上昇した」と述べ、「そのため、これらを回避することなく（価格上昇を）可能な限り吸収できる機械や技術を購入することで工場の効率を改善した」と語った。費用がかかります。 ベンダーとして、お客様が市場で可能な限り競争力を発揮できるようサポートすることが重要です。」Warvel がこれを実現した方法の 1 つは、C.M.S North America からマルチステーション 4 軸 CNC マシニング センターを購入することでした。 このマシニング センターにより、同社は一度に最大 6 つの部品を取り付けることができ、同社の既存の 3 軸および 5 軸マシニング センターを補完できるとウィルチャー氏は述べています。
ノースカロライナ州リンウッドにある同社の工場から出荷される製品の量を考慮すると、これは重要です。 この施設では毎月約 100,000 個の部品が生産されており、その大部分はカスタマイズされています。 同社には標準コンポーネントを記載したカタログがあるが、ウィルチャー氏によると、同社の注文の 80% は顧客の仕様に従って作られているという。
「この機械は複数の加工タスクが可能です」とウィルチャー氏は語った。 「ほとんどの場合、必要に応じて軽いサンディングとティーナットの取り付けだけで済みます。」もう一つの利点は、この機械で得られる非常に厳しい公差であるとウィルチャー氏は付け加えた。 同社は、人間工学に基づいた椅子のプラスチックおよびスチール部品と一体化する必要がある曲面合板を供給しています。
「さまざまな椅子のコンポーネントがすべて設計どおりに適合するように、角度の穴あけ、輪郭加工、ノッチングなどのさまざまな必要な作業で厳しい公差を維持できることが不可欠です。 このマシンはこれらすべてを提供します」とウィルチャー氏は言いました。
生産性をさらに向上させるために、同社はデジタル化機械を含むマシニング センターを補完する機械とソフトウェアを購入しました。 デジタイザはテンプレート部品を読み取り、ソフトウェアはマシニングセンターにダウンロードされるプログラムを作成します。 同社はまた、このシステムを使用して独自の複合工具を内製しています。
「このシステムのおかげで、新しい工具の納期が数か月から数日に短縮されました」と Wiltcher 氏は述べています。 「これらの機能はすべて、お客様が多くの新製品を迅速かつ競争力を持って市場に投入するのに役立ちます。」ハイテクがハイエンド建築会社パウエル・キャビネットを支援 & ネバダ州スパークスのフィクスチャーズは、高級建築木工会社で、その仕事は豪華な邸宅からきらびやかなカジノまで多岐にわたります。
ネバダ州最古の建築木工会社を自称する創業42年のこの会社は、ロジャー・パウエルとビル・パウエルの父子チームが所有している。
同社の最近のプロジェクトの 1 つは、ラスベガスの新しいルクソール カジノとホテルでした。 同社は、半径 255 フィートに建設された厚さ 3 1/2 インチ、幅 13 インチのマホガニー無垢材の手すりなど、ホテルでさまざまな工事を行いました。 手すりには、固体鋳造青銅の支持部分とエッチングされたガラスも備えられていました。
この手すりは、同社が 1993 年 1 月に入手した Komo VR 512 CNC マシニング センターを利用して製造されました。 それまで、同社はすべてを複数のマシンで行っていました。 「マシニング センターは、不規則な形状や曲線に対して優れています」と Bill Powell 氏は言います。
「職人に手作業でやってもらうよりも順応性が高いです。 半径の作業はプログラムにさらに時間がかかりますが、職人の木工職人が何かに数日費やす代わりに、機械は大幅に短い時間で同じ製品を生産します。」パウエル氏は、機械には学習曲線があると付け加えた。 「この機械の購入は最初のステップにすぎない」とパウエル氏は語った。
「プログラミングと操作方法を学ぶのにかかる時間は、最新の速度を維持するために必要なツールやすべてのプログラミングの更新と同様に、多大な費用がかかります。」しかしパウエル氏は、こうした要因を考慮する必要がある一方で、企業にとってハイテク機器への投資が不可欠になりつつあると考えていると述べた。 パウエル氏によると、同社がマシニングセンターを購入した理由の一つは、「この種の仕事を生産できる資格のある職人の家具職人の数が減少しているため」だという。 その空白を埋めるためには、業界の技術的側面に頼らなければなりません」と彼は言いました。
デニー・ボイターとボブ・ブロスがダイヤモンド・カット社を設立したとき、会社は一歩ずつ成長しました。 8年前、彼らには計画がありました。 2 人は、インディアナ州サウスベンドに本拠を置く自社が商用音響機器の分野でリーダーになることを望んでいました。 彼らが高度な機器を所有していなかったことを考えると、気の遠くなるような作業はさらに困難でした。
「本当に良い製品を作るには、非常に優れた設備が必要であるという前提に立っていました」とボイター氏は語った。 「しかし、良い機器を入手するには、マシンを稼働し続けるのに十分な容量の製品が必要です。」ボイター氏とブロス氏がやったことは、機器を購入し、他社向けに部品を生産するというゆっくりとしたスタートでした。 「切断や縁取りなど、工場に仕事を導入するためなら何でもやります」とボイター氏は語った。 「機械時間を販売するには、（ソース）企業が自社のショップでできることよりも少しだけ優れたすべてのことを行う必要があります。 とても早く、本当に良い仕事ができました。そうしないと、仕事のコストを食べなければならなかったからです。」 このジョブショップ型の仕事を終えて、次のステップは請負仕事をすることでした。 「私のパートナー（ブロス氏）はスピーカー事業に携わっていますが、（スピーカー会社に）行って『私たちはあなたのためにスピーカーボックスを作ることができます、そしてそれを高い精度で作ることができます』と言いました」とボイター氏は語った。
ダイヤモンドカットは、JBLやパナソニックなどのスピーカーキャビネットの生産を開始しました。 パナソニックが製造したい製品は、設備のアップグレードが必要でした。 「パナソニックの人たちは、台形の（スピーカー）ボックスを望んでいた」とボイター氏は語った。 「この製品は、私たちが使用していたルーターではほぼ不可能でした。」ボイターとブロスは、Tekna Machinery の U-26 Morbidelli マシニング センターを選択しました。 この機械を使用すると、台形の形状を製造できるだけでなく、人件費も削減できます。 「たとえば、当社の給与計算にはフルタイム労働者が 1 人いて、その唯一の仕事は治具を作ることだった、とボイター氏は言いました。 「もうジグはありません。」ダイヤモンド カットは成長し、1994 年の売上高は約 200 万ドルに達すると予想されていますが、同社はその計画に向けて歩み続けています。 1993 年に、同社は Bull Frog という名前で大型業務用音響機器の独自の製品ラインを開始しました。
Bull Frog の機器は、米国全土および世界の多くの国で販売されています。 ボイター氏は、「過去3か月間、1日24時間、私たちは自分たちの独自の仕事で忙しく、社外の仕事はまったくできなかった」と語った。
「年末までに契約業務が完全になくなることを願っています。」ブースメーカーは成功への兆しを見つける コネチカット州ファーミントンのファーミントン・ディスプレイズは、食品、コンピューター、銃などさまざまな業界の企業向けに、さまざまな素材を活用して展示会のディスプレイを作成しています。
Farmington Displays は、1973 年に Paul DiTommaso Sr. によって設立され、顧客として 278 社を数えます。 平均して、ファーミントン ディスプレイズのクライアントは 3 ～ 5 年ごとにブースを更新します。
ポール・シニアの息子であるゼネラルマネージャーのサル・ディトンマソ氏は、「我々の仕事の流れはかなり良好だ」と語った。 そして現在その会社で働いている3人の息子と娘のうちの1人です。 「全員が同時にブースを建てているわけではありません。」ファーミントン・ディスプレイズは、ゼネラル・エレクトリック、NEC、銃器メーカーのスミスなど、優れた顧客リストを誇っています。 & ウェッソン。 ディスプレイ製造という伝統的に非常に労働集約的な分野において、同社はハイテク機器の使用で傑出しています。 3 年以上前、利用可能な機械について広範な調査を行った後、同社は CNC 機械への投資を開始しました。
「CNC 機械の入手に最初に興味を持ったのは、部下の 1 人が 8 フィートの円を切り出すのを見たときでした」と Sal DiTommaso 氏は語ります。 「それはあまりにも時代遅れだったので、別の方法があるはずだと言っただけです。」 Farmington Display の工場には現在、Heian CNC ルーター 2 台と Stiles Machinery のコンピュータ化されたパネルソー 1 台が設置されており、ローカル エリア ネットワークとしてリンクされたコンピュータ化されたグラフィック/デザイン ラボも備えています。
平安マシニングセンターを導入し、看板や店舗什器の製造などの分野にも進出。 Farmington Displays は常に看板用のグラフィックを作成していましたが、CNC ルーターを使用することで社内でグラフィックを製造できるようになりました。 さらに、同社は現在、競合しない他のメーカーの受託加工も行っています。
特徴的な製品を生み出すために、同社はさまざまな素材を利用しています。 同社の CNC ルーターでは、アクリルから無垢材まであらゆる素材が使用されています。 同社は別の金属マシニング センターで真鍮やその他の金属合金を加工しています。 「私たちは何も栽培していません」とディトンマソ氏は語った。 「完成品の品質を完全に管理できるよう、すべてを社内で管理するよう努めています。」家族経営の材木場が事業多角化のチャンスをつかむ 1922 年、ハンス ラースはイリノイ州ゲールズバーグにハンセン ランバーを設立しました。 その後 70 年ほどにわたって、この事業は家族から家族へと引き継がれ、伝統的な材木置き場であり続けることになります。
ハンセン・ランバーが多角化の機会を掴んだ2年前までは、ここは単なる材木置き場のままだった。 同社は、ゲイルズバーグに本拠を置く木製リールのメーカーから円形パネルの切断を依頼されました。 約1年後、リール業界はプラスチックの使用によって支配されるだろうと信じていたこのメーカーは、まず施設の閉鎖を検討し、その後事業とその顧客リストをハンセン・ランバーに売却することを申し出た。
現在、創業者の孫であるシャード・ハンセン氏が経営するこの家族経営の会社は、娘のカレン氏（家族経営の4代目）の協力を得て、会社の買収を決定し、設備をアップグレードする必要性をすぐに認識した。 。
「ワイヤやロープをリールに巻き取る作業は、特に直径が小さいワイヤの場合、非常に高い送り速度で行う必要があります。毎分 1,000 フィールで行わないと、巻き取るのに永遠に時間がかかってしまいます。」とハンセン氏は述べています。したがって、アーバーの穴は正確でなければなりません。 アーバーの穴が中心からずれていると、全体がぎくしゃくしてしまいます。」 1 年ちょっと前、同社は Accu-Router から CNC マシニング センターを購入しました。 この機械は 2 つの垂直ルーターを備えており、リールのフランジに使用される 1 1/2 インチのサザン イエロー パイン工業グレード合板を機械加工でき、厳しい公差を維持できます。
マシニングセンターで作業する前に、同社は正方形を切り出し、その後のステップでパネルを必要なサイズと形状に丸める必要がありました。
ハイテクマシニングセンターを導入することで精度を高めるだけでなく、合板の有効活用にもつながります。 「当社のフランジのサイズは、円形 8 インチから 48 インチまであります」とハンセン氏は言います。
「円を切断するときに、そのような方法で円を入れ子にすることができるので、大きな収量が得られ、無駄が非常に少なくなります。」 CNC 機器は彫刻会社の美しい音楽制作に貢献 新しい機器だけでなく、従業員のトレーニングにも投資することで、ノースカロライナ州トーマスビルに本拠を置くこの彫刻会社は諸経費を削減しながら生産能力を向上させることができました。
1968 年に設立された Piedmont Carving は、椅子の部品を専門とする家具の部品や、チェロやギターなどの楽器の部品を彫刻しています。
同社はここ数年、古い彫刻機の一部を売却し、その資金をサームウッド社のCNCロボット彫刻機などのコンピュータ化された機械に投資してきた。
「以前は 13 台の彫刻機があり、すべてを 1 つのシフトで稼働させていました」とゲイ ジョーンズさんは語ります。彼女は双子の弟のレイさんと、父親で会社創設者のジミーさんとともにこのビジネスを経営しています。 「当社は彫刻機を 3 台販売しましたが、ロボット彫刻機の導入により当社の生産能力を 3 倍に拡大する予定です。」同社は、彫刻をコンピューター化することによって人件費を削減しましたが、29 人の従業員が店内の他の機械で作業できるように相互研修することによっても削減しました。
CNC ロボットを効率的に使用する方法を学ぶことは、同社にとって難しい課題でした。しかし、ロボット彫刻に参入したばかりの企業よりも有利になるので、やってよかったと思います。」とゲイ ジョーンズ氏は述べました。 Piedmont Carving は 4 年前に最初のロボット彫刻機を購入しました。 同社は追加の機械を購入する予定です。
コンピュータ化された機械の利点の 1 つは一貫性です。 これは、ピエモンテで家具や楽器の部品を作るときに重要です。
「椅子の部品は、メーカーに送られるときに完璧にフィットする必要があります」とジョーンズ氏は言う。 「ロボット彫刻のおかげで、すべてが非常に一貫性を保ちます。 この一貫性は、部品に込められた職人技がサウンドに影響を与える可能性があるため、楽器を製作する際にも非常に重要です。」 木材パーツを一度に 20 個ずつ彫刻 複雑な手彫りは、Carving Research Inc. によって迅速かつ正確に複製されています。 Tekmatex Inc. が販売する 20 ヘッドのキタコ CNC マシニング センターを使用して、ノースカロライナ州ハンターズビルの
Carving Research は設立 2 年、従業員 12 人の会社で、1994 年の予想売上高は 84 万ドルです。 同社は、ヘンレドン ファニチャー インダストリーズ社などの大手住宅用家具メーカーに複雑な木彫り製品を供給しています。 そしてベイカー・ファニチャー・カンパニー。
かつては熟練の手彫り職人が一度に 1 つずつ行わなければならなかった作業が、現在では同社によって一度に 20 件ずつ行われるようになりました。 同社オーナーのトム・バウカー氏によると、これにより、製品の外観を損なうことなく、時間の節約だけでなくコストの節約にもなるという。 機械の速度の例としては、米彫りのベッドポストが挙げられます。通常、熟練の手彫り師が完成するまでに約 6 ～ 8 時間かかりますが、「私たちは 1 時間で仕上げることができます」とボウカー氏は言いました。
彫刻を作成するには、最初の手彫りのテンプレートが作成されます。 この彫刻は Tekmatex に送られ、そこでデジタル化機械がマシニング センターにダウンロードできるコンピューター プログラムを作成します。 このプログラムが完了すると、無限の数の彫刻を正確に作成することができます。
ボウカー氏によると、彫刻を作成するには特定の「必須の材料」があるという。 ツールは最も重要なものの 1 つです。 製品の性質上、カービング リサーチでは、Oertli Woodworking Tools Inc. が開発した非常に鋭い静脈ビットなどの独自の工具を使用しています。 とてもきれいなカットが残るので、二次的な彫刻は必要ないとボウカー氏は言う。 別の例は、多くの彫刻で使用される 1/16 インチの平底またはストレート ルーター ビットです。
「そのようなものを使っている人は他にいない」とボウカー氏は語った。
「彫刻の多くは複雑であるため、通常の彫刻作業を行う場合に使用するものよりも、一部の超硬工具を含む幅広い種類の工具を使用する必要があります。 ノミで切ったように見えるように切り込みを入れる必要があるため、ビットの多くは小さくなければなりません。
5 軸 CNC 加工は、3 つの直線軸 (X、Y、Z) に 2 つの回転軸 (A、B または A、C) を追加する高度な製造プロセスです。 このタイプの処理には多くの利点があります。 複雑な形状の部品の多面加工を実現し、加工精度と効率を大幅に向上させ、クランプ回数とエラーを削減します。 深いキャビティ、逆バックル、複雑な表面などの部品には、5 軸 CNC 加工が容易に対応できます。 航空宇宙、自動車、金型などの業界では、5 軸 CNC 加工は、エンジンのインペラ、航空構造部品、自動車の金型などの高精度の主要部品の製造に広く使用されています。
5軸CNC加工を最適化するには？
1. ツールパス計画：
- 効率的なツールパスアルゴリズムにより、空の移動と不必要なツールの移動を削減します。
- 工具の切削と切削モードを最適化し、突然の停止と回転を回避し、工具の摩耗と機械の振動を低減します。
2. ツールの選択：
- 加工材料とプロセスの要件に応じて、適切な工具の材質、形状、サイズを選択します。
- 切削効率を向上させるために、マルチエッジ工具の使用を検討してください。
3. 切削パラメータの最適化：
- 切削速度、送り速度、切削深さなどのパラメータを正確に設定して、最高の切削結果と効率を実現します。
- ツールと材料の特性を組み合わせて、テストとシミュレーションを通じて最適なパラメータを決定します。
4. クランプ方式：
- ワークを確実に固定し、加工時のズレや振動を軽減します。
- 適切な治具を使用すると、クランプの効率と精度が向上します。
5. プログラミングの最適化：
- プログラミング コードを簡素化し、冗長な命令を減らし、プログラムの実行効率を向上させます。
- マクロとサブルーチンを使用すると、プログラミングの柔軟性と汎用性が向上します。
6. 機械のメンテナンス：
- 機械の精度と性能を確保するために、機械の定期的なメンテナンスと校正を行います。
- 機械が正常に動作するように、摩耗した部品を適時に交換してください。
7. 処理シーケンス：
- 最初に荒加工、次に中仕上げ、仕上げという合理的な加工手順を配置します。
- 繰り返しのクランプと位置決めのエラーを避けてください。
8. シミュレーションと検証：
- 加工前にツールパスシミュレーションを実行し、干渉や誤差を確認します。
- 加工技術の実現可能性と合理性を検証します。
9. 人材育成：
- オペレーターのスキルレベルとプロセス知識を向上させ、機械を巧みに操作し、加工プロセスを最適化できるようにします。
10. 先進の制御システムを採用：
- 機械制御システムをアップグレードして、より高度な加工機能と最適化アルゴリズムをサポートします。
上記の方法を使用して、実際の状況に応じて 5 軸 CNC 加工を最適化できます。
5 軸 CNC 加工を最適化するにはどのような要素を考慮する必要がありますか?
ワークピースの設計と形状: 加工戦略とツールパスの選択に影響を与える、複雑さ、フィーチャーサイズ、公差要件など。
材料特性: 材料の硬度、靱性、熱伝導率、その他の特性により、切削パラメータと工具の選択が決まります。
工具の選択: 材質、形状、刃数、直径など。 切削効率と品質を確保するには、工具の工具を加工タスクに適合させる必要があります。
切削パラメータ: 切削速度、送り速度、切削深さなどは、加工効率を向上させ、過度の工具の摩耗を避けるために、材料と工具の特性に応じて最適化する必要があります。
工作機械の性能：工作機械の利点を最大限に発揮し、能力を超えないようにするための工作機械の精度、剛性、ストローク、速度範囲など。
クランプ方法: ワークのクランプが安定して正確で、加工に干渉しないようにし、ロードとアンロードを容易にし、生産効率を向上させます。
ツールパス計画: ツールの送りと後退モードを最適化し、空の移動と不要な動きを減らし、加工時間を短縮します。
冷却と潤滑: 適切な冷却と潤滑方法により、切削温度を下げ、工具寿命を延ばし、表面品質を向上させることができます。
プログラミング技術: 効率的で正確なプログラミング コードは、エラーを削減し、機械の動作効率を向上させるのに役立ちます。
後処理プログラム: 生成された CNC コードが工作機械で正確に実行できることを確認します。
加工順序: 加工効率を向上させ、加工品質を確保するために、荒加工、中仕上げ、仕上げの順序を合理的に配置します。
加工コスト：品質を確保することを前提として、工具のロス、エネルギー消費、加工時間を最小限に抑えてコストを管理します。
生産バッチ: バッチ サイズは、加工戦略と治具の選択に影響します。
品質要件: 厳格な表面粗さ、寸法精度、形状および位置の公差には、より詳細な加工パラメータとプロセス制御が必要です。
これらの要素は相互に関連しており、総合的に考慮することで 5 軸 CNC 加工の最適化を実現できます。
5 軸 CNC 加工を最適化することでどのようなパフォーマンスが向上しますか?
加工精度: より正確なツールパス計画、最適化された切削パラメータ、適切な工作機械校正により、加工誤差が大幅に減少し、部品の寸法精度、形状および位置の公差精度が向上します。
表面品質: 適切な工具の選択、切削パラメータの調整、効果的な冷却潤滑により、より滑らかで粗さの低い表面が得られ、より高い表面品質の要件を満たすことができます。
加工効率：空ストロークの削減、ツールパスの最適化、切削速度と送り速度の向上などにより、加工時間を大幅に短縮し、生産効率を向上させることができます。
工具寿命: 合理的な切削パラメータと工具経路により、工具の磨耗と損傷が軽減され、工具の耐用年数が延長され、工具のコストが削減されます。
工作機械の安定性：加工プロセスを最適化することで、工作機械の振動や衝撃を低減し、工作機械の動作の安定性を高め、故障の発生率を低減します。
材料の利用率: より正確な処理と合理的なレイアウト計画により、材料の無駄が削減され、材料の利用率が向上します。
生産の柔軟性: さまざまな部品の加工ニーズに迅速に適応し、加工技術とパラメータを調整し、生産の柔軟性と応答速度を向上させることができます。
エネルギー消費量：加工効率を向上させ、工作機械の無駄な動作を減らすことで、エネルギー消費量を削減し、省エネを実現し、生産コストを削減します。
要約すると、5 軸 CNC 加工の最適化は、製品の品質を向上させ、コストを削減し、企業の競争力を強化するために非常に重要です。
Honscn は CNC アルミニウム加工において明らかな利点を持っています。 まず第一に、精度が高く、正確なサイズと複雑な形状のアルミニウム部品を作ることができ、品質は非常に優れています。 次に、高効率、自動処理、人員と時間の節約があります。 複雑な形状でも問題なく、何でもできます。 材料を無駄なく最大限に活用し、コストを削減できます。 そして、加工されたものは再現性が良く、品質が安定しています。 デザインの修正も容易で、手順の変更にも柔軟に対応します。
現代のものづくりの分野では、CNC（コンピューター数値制御）加工技術がさまざまな素材の造形に威力を発揮しており、プラスチック素材はその中で独特の魅力を発揮しています。 今日は、CNC 加工されたプラスチックの美しさと、このプロセスが工場生産にもたらす重要な利点を詳しく見てみましょう。
CNC 加工は、コンピューターによって工作機械をデジタル制御して材料を正確に除去し、目的の形状とサイズを得る製造プロセスです。 プラスチック材料に適用すると、驚くべき精度と柔軟性を示します。
高精度： CNC マシンはプラスチック部品をミクロンの精度で加工することができ、あらゆる細部が設計要件を確実に満たすことができます。 複雑な形状、小さな穴、または厳しい公差であっても、CNC は簡単に処理できます。 この高い精度により、電子機器や医療機器など高精度が要求される分野でプラスチック部品が活躍しています。
たとえば、携帯電話ケースを製造する場合、CNC 加工により人間工学に基づいた曲線や絶妙なキー穴を正確に成形することができ、快適な感触と完璧な外観を実現します。 たとえば、医療分野では、低侵襲手術で使用される器具部品の精度要件はほぼ厳格ですが、CNC 機械加工はこれらの微細なプラスチック部品を完璧に製造して、手術の安全性と成功を保証します。
複雑な形状の成形： プラスチックの可塑性と CNC テクノロジーの力を組み合わせることで、デザイナーは創造性を解き放つことができます。 滑らかな曲線から三次元構造まで、中空パターンから多層入れ子まで、想像できるほぼすべての形状を CNC 機械加工によってプラスチック素材上で実現できます。
CNC 加工によって作成された独特の質感と複雑な形状を備えた、車内の精巧なプラスチック トリムを想像してみてください。車内環境に高級感と快適さの雰囲気を加えます。 それだけでなく、航空宇宙分野では、換気ダクトや内装パネルなど、航空機内の複雑なプラスチック構造部品も、CNC 機械加工によって高度にカスタマイズされ、軽量化されています。
再現性と一貫性： 大量生産では、CNC 機械加工により、すべてのプラスチック部品が同じ高品質と仕様を持つことが保証されます。 これは、自動車部品や家電製品など、同じ部品を多数必要とする製品にとって非常に重要です。
自動車エンジンのプラスチック部品を例にとると、CNC 加工により各部品のサイズと性能が完全に一致することが保証され、エンジン全体の信頼性と安定性が向上します。 同様に、コンピューターのマザーボード上のプラスチック ファスナーなどのエレクトロニクス産業では、その一貫性が製品の組み立てと性能の安定性にとって重要であり、CNC 加工により各ファスナーが正確に一致することが保証され、生産効率と製品の品質が向上します。
プラスチックの CNC 加工には通常、次の主要な手順が含まれます。：
デザインとプログラミング
- まず、製品の要件と設計要件に従って、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して部品の 3 次元モデルが作成されます。
- 次に、コンピュータ支援製造 (CAM) ソフトウェアを使用して、3D モデルを工作機械が認識できる数値制御プログラムに変換し、ツール パスや切削パラメータなどを決定します。
材料の準備
- アクリル、ポリカーボネート、ナイロンなどの一般的なプラスチック材料を選択し、サイズと部品数に応じて対応するブランクを準備します。
- 材料の表面品質と寸法精度が加工要件を満たしていることを確認します。
クランプの位置決め
- プラスチックブランクは機械テーブルに設置され、加工中に材料が動いたり変形したりしないように適切な固定具で固定されます。
- 素材の位置をプログラム上の座標系に合わせて正確に調整し、加工精度を確保します。
ツールの選択とインストール
- プラスチック材料の特性、加工要件、加工パラメータに応じて、エンドミルカッター、ドリル、ボールカッターなどの適切な工具を選択します。
- 工作機械の工具ライブラリまたは主軸に工具を正しく取り付け、工具の長さと半径を測定および補正します。
切断工程
- 工作機械を起動すると、事前に作成された数値制御プログラムに従って、工作機械制御システムが所定の切削経路に沿って工具を駆動します。
- 加工中に、ツールは余分なプラスチック材料を徐々に除去して、目的の形状と構造を形成します。
プロセス監視
- 加工中の切削力、温度、振動などのパラメータをリアルタイムで監視し、加工の安定性と安全性を確保します。
- 工具の磨耗を観察し、必要に応じて工具を適時に交換して、加工の品質を確保します。
品質検査
- 加工が完了した後は、ノギスやマイクロメーター、三次元測定機などの測定器を使用して、部品の寸法や形状の精度を検出します。
- 部品の表面品質 (粗さ、欠陥など) をチェックして、設計要件が満たされていることを確認します。
経過観察治療
- 加工された部品はニーズに応じてバリ取り、研磨、塗装などの後処理を行い、部品の外観や性能を向上させます。
それぞれに独自の特性と特性を備えた多種多様なプラスチック材料は、CNC 加工に豊富な可能性をもたらします。
アクリル(PMMA) ： 優れた透明性と光学特性を備え、ディスプレイスタンド、ライトボックス、光学レンズなどの製造によく使用されます。 CNC加工により、アクリルは高い透明性と滑らかな表面を保ちながら、さまざまな美しい形状に成形できます。
ショッピングモールの陳列棚では、CNC加工されたアクリル製品がよく見られ、その明確なディスプレイ効果で顧客の注目を集めています。 また、アイウェア業界ではアクリルレンズの高精度加工もCNCによって実現されており、消費者にクリアで快適な視覚体験を提供しています。
ポリカーボネート(PC) ： 高強度、良好な耐熱性、電子機器のシェル、保護マスク、車のランプシェードなどの製造に適しています。 CNC加工はその性能を最大限に活かし、複雑な形状でも強度と耐久性に優れた部品を製造することができます。
例えばノートパソコンのケースは、ポリカーボネート素材をCNC加工することで、しっかり保護するだけでなく、スタイリッシュなデザインも実現しています。 同時に、屋外照明の分野では、CNC加工後のポリカーボネート製ランプシェードは、良好な光透過率を確保しながら、さまざまな悪天候条件に耐えることができます。
ナイロン(PA) ： 耐摩耗性や機械的強度に優れており、歯車、ベアリング、機械部品などの製造に多く使用されています。 CNC 加工により、ナイロン部品の歯の形状と構造を正確に製造することができ、駆動システムの効率的な動作を保証します。
産業機械では、CNC加工されたナイロン製ギアが高負荷に耐え、装置の正常な動作を保証します。 また、自転車の一部パーツなどスポーツ用品の分野でもCNC加工によるナイロン素材が使用され、アスリートに確かな性能と快適な使用感を提供しています。
現代の工場において、CNC 加工プラスチックの選択は一連の重要な利点をもたらし、生産効率と製品品質の向上を強力に保証します。
生産効率の向上： CNC工作機械は自動処理を実現し、手作業の時間とエラーを削減します。 事前にプログラムされた命令により、機械は継続的に稼働できるため、生産サイクルが大幅に短縮されます。 同時に、多軸 CNC 機械は 1 回のクランプで複数の面の加工を完了できるため、加工効率がさらに向上します。
電子機器製造工場では、プラスチック シェルの CNC 加工により、原材料から完成品までの時間が大幅に短縮され、短納期に対する市場の需要に応えました。 さらに、生産プロセスの自動化により、人的要因によるダウンタイムや調整時間が削減され、工作機械の稼働率が大幅に向上しました。
コスト削減： CNC 装置への初期投資は高額ですが、長期的なコスト削減は大幅です。 高精度の加工により、スクラップ率と再加工時間が削減され、材料費と人件費が節約されます。 さらに、自動生産により熟練労働者への依存が減り、人件費が削減されます。
プラスチック製品工場を例にとると、CNC 加工技術の使用により、不良品率が当初の 10% から 2% に減少し、生産コストが大幅に節約されます。 同時に、生産効率の向上により、単位製品の加工コストもそれに応じて削減され、市場における企業の価格競争力が強化されます。
製品の品質を向上させる： CNC 加工の高い精度と一貫性により、すべてのプラスチック部品が優れた品質であることが保証されます。 厳格な公差管理と表面仕上げにより、製品の外観と性能がより高い水準に達し、市場競争力が強化されます。
ハイエンド医療機器製造の分野では、CNC 機械加工されたプラスチック部品は、正確な寸法と完璧な表面品質により、患者の治療に対するより信頼性の高い保証を提供します。 自動車製造においては、プラスチック内装部品の高品質な加工により、車両の品質と快適性が向上し、自動車の品質に対する消費者の絶え間ない追求に応えています。
柔軟性とカスタマイズ： 工場は、顧客の特定のニーズに応じて CNC プログラムを迅速に調整し、小ロットおよび多様な生産を実現できます。 この柔軟性により、プラントは市場の個々のニーズをより適切に満たし、急速に変化する市場トレンドに適応することができます。
たとえば、カスタム家具工場は、CNC 加工を使用して、顧客のパーソナライズされた住宅の追求に応えるユニークなプラスチック装飾品を作成できます。 工業デザインの分野では、CNC 加工はデザイナーの創造性に迅速に対応し、コンセプトを実際の製品に変換し、イノベーションを強力にサポートします。
複雑な設計を簡単に実装： 最新の製品設計はますます複雑かつ革新的になっており、CNC 加工はこれらの課題に簡単に対応できます。 この工場は、顧客により革新的なソリューションを提供するために、注文を処理するプラスチック部品のさまざまな複雑な形状と構造を引き受けることができます。
航空宇宙分野では、CNC 加工により複雑なプラスチック部品が可能となり、航空機の軽量化と高性能化に貢献しています。 3D プリンティングと CNC 加工という新興分野では、これまでにない複雑な設計を実現することが可能となり、製造業界に新たな状況を生み出しています。
持続可能な発展： プラスチックの CNC 加工は、持続可能な製造にある程度貢献します。 精密な加工により材料の無駄を最小限に抑えます。 さらに、リサイクル可能なプラスチック材料の一部はCNC加工によって再利用することもでき、環境保護に貢献します。
多くの工場は、環境に優しいプラスチック材料に注目して採用し始め、CNC 加工技術を通じてそれらを高品質の製品に変えることで、環境への影響を軽減しながら市場の需要を満たすようになりました。
つまり、CNC 加工可能プラスチックは、製造業界に前例のない機会と利点をもたらします。 CNC テクノロジーは、高精度で複雑な形状を加工できるとともに、効率の向上、コストの削減、品質の向上、工場生産でのカスタマイズの実現という利点を通じて、プラスチック加工のよりエキサイティングな世界を形成しています。 家電、自動車、医療、その他の分野を問わず、CNC 加工可能プラスチックは、製造業を前進させ、より高品質で高性能な製品を生み出す上で重要な役割を果たし続けるでしょう。