適切な CNC 加工材料を選択するにはどうすればよいですか?

材料が間違っている、すべてが無駄だ！満足のいく製品を生み出すためには、材料の選択が最も基本であり、最も重要なステップとなります。 CNC 加工では、金属材料、非金属材料、複合材料など、さまざまな材料を選択できます。


一般的な金属材料には、鋼、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼などが含まれます。 非金属材料とは、エンジニアリングプラスチック、ナイロン、ベークライト、エポキシ樹脂などです。 複合材料とは、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化エポキシ樹脂、ガラス繊維強化アルミニウムなどです。


材料が異なれば物理的および機械的特性も異なるため、部品の性能、精度、耐久性にとって適切な材料を正しく選択することが重要です。 この記事では、数ある加工材料の中から低コストで適切な材料を選択する方法を私自身の経験をもとにお伝えします。



製品の実際のアプリケーション要件を決定する

まず、製品とその部品の最終用途を決定する必要があります。 たとえば、医療機器は消毒する必要があり、お弁当は電子レンジで加熱する必要があり、ベアリングやギアなどは耐荷重や複数の回転摩擦に使用する必要があります。


材料の用途要件を材料の特性に変換する

用途が決まったら、製品の実際の用途ニーズから製品の用途を調査し、技術要件や環境要件を分析し、これらのニーズを材料の特性に変換します。 たとえば、医療機器の部品はオートクレーブの極度の熱に耐えなければならない場合があります。ベアリング、ギア、その他の材料には、耐摩耗性、引張強度、圧縮強度の要件があります。 主に以下の点から分析できます：


01 環境要件


製品の実際の使用シナリオと環境を分析します。例: 製品の長期使用温度、最高/最低使用温度はそれぞれ高温または低温に属しますか?屋内または屋外での UV 保護要件はありますか?乾燥した環境にありますか? それとも湿気の多い腐食性の環境にありますか?等。


02 技術要件


製品の技術要件に従って、アプリケーション関連のさまざまな要素をカバーできる必要な機能が分析されます。 例: 製品には導電性、絶縁性、帯電防止性のどれが必要ですか?放熱性、熱伝導性、難燃性は必要ですか？化学溶剤にさらす必要はありますか?等。


03 物理的性能要件


製品の用途や使用環境に基づいて、部品に必要な物性を分析します。 高い応力や摩耗にさらされる部品の場合、強度、靱性、耐摩耗性などの要素が重要です。高温に長時間さらされる部品には、良好な熱安定性が必要です。


04 外観および表面処理の要件


製品が市場に受け入れられるかどうかは、外観に大きく左右され、材料ごとに色や透明度が異なり、仕上げや対応する表面処理も異なります。 したがって、製品の美的要件に従って、加工材料を選択する必要があります。


05 処理パフォーマンスの考慮事項


材料の機械加工特性は、部品の製造プロセスと精度に影響を与えます。 例えば、ステンレス鋼は錆びにくく、耐食性に優れていますが、硬度が高く、加工時に工具が摩耗しやすいため、加工コストが非常に高く、加工に適した材料ではありません。 プラスチックの硬度は低いですが、加熱プロセス中に軟化して変形しやすく、安定性が低いため、実際のニーズに応じて選択する必要があります。


特性に合った材料を探す

製品の実際のアプリケーション要件は多数のコンテンツで構成されているため、製品のアプリケーション要件を満たす複数のマテリアルが存在する場合があります。または、さまざまなアプリケーション要件の最適な選択がさまざまな材料に対応する状況。最終的に、特定の要件を満たすいくつかの材料が得られる場合があります。 したがって、必要な材料特性が明確に定義されたら、残りの選択ステップは、それらの特性に最もよく適合する材料を検索することです。


候補材料の選択は材料特性データのレビューから始まりますが、もちろん、何千もの適用された材料を調査することは不可能ですし、その必要もありません。 材料カテゴリから始めて、最初に金属材料、非金属材料、複合材料のいずれが必要かを決定します。 次に、材料特性に対応する以前の分析結果に基づいて、候補材料の選択を絞り込みます。 最後に、材料コスト情報を利用して、多数の材料候補の中から製品に最適な材料を選択します。


現在、Honscn は加工に適した多数の素材を選択して発売しており、お客様に好評をいただいています。



金属材料の性質についてご紹介します

金属材料とは、光沢、延性、易伝導性、熱伝導性などの特性を備えた材料を指します。 その性能は主に、機械的特性、化学的特性、物理的特性、プロセス特性の 4 つの側面に分けられます。 これらの特性は材料の適用範囲や適用の合理性を決定し、金属材料を選択する際の重要な基準となります。

ここでは機械的性質や加工特性が異なる2種類の金属材料、アルミニウム合金と銅合金を紹介します。



アルミニウム合金

世界中には1000以上のアルミニウム合金グレードが登録されており、それぞれのブランド名と意味が異なり、アルミニウム合金のグレードが異なると、硬度、強度、加工性、装飾性、耐食性、溶接性、その他の機械的特性や化学的特性に明らかな違いがあります。 、それぞれに長所と短所があります。


硬度


硬度とは、傷やへこみに耐える能力を指します。 これは合金の化学組成と直接的な関係があり、異なる状態はアルミニウムの硬度に異なる影響を与えます。 硬度は、切削速度と CNC 加工で使用できる工具材料の種類に直接影響します。


実現可能な最高硬度から、7シリーズ > 2 シリーズ > 6 シリーズ > 5 シリーズ > 3 シリーズ > 1シリーズ。


強度


強度とは、変形や破壊に耐える能力を指します。一般的に使用される指標には、降伏強度、引張強度などが含まれます。


これは製品設計において考慮しなければならない重要な要素であり、特にアルミニウム合金部品が構造部品として使用される場合、かかる圧力に応じて適切な合金を選択する必要があります。


硬度と強度の間には正の関係があり、純アルミニウムの強度が最も低く、2 シリーズおよび 7 シリーズの熱処理合金の強度が最も高くなります。


密度


密度は単位体積あたりの質量を指し、材料の重量を計算するためによく使用されます。


密度はさまざまな用途にとって重要な要素です。 用途に応じて、アルミニウムの密度はその使用方法に大きな影響を与えます。 たとえば、軽量で高強度のアルミニウムは、建築や産業用途に最適です。


アルミニウムの密度は約2700kg/m³、さまざまな種類のアルミニウム合金の密度値はあまり変わりません。


耐食性


耐食性とは、他の物質と接触したときに腐食に耐える能力を指します。 耐化学腐食性、耐電気化学的腐食性、耐応力腐食性などの特性が含まれます。


耐食性の選択の原則は、その使用機会に基づく必要があり、腐食環境で使用される高強度合金には、さまざまな耐食性複合材料を使用する必要があります。


一般に、シリーズ 1 の純アルミニウムの耐食性が最も優れており、シリーズ 5 が良好な性能を示し、シリーズ 3 とシリーズ 6 がそれに続き、シリーズ 2 とシリーズ 7 は劣っています。


加工性


被削性には、成形性と被削性が含まれる。 成形性は状態に関係するため、アルミニウム合金のグレードを選択した後、各状態の強度範囲も考慮する必要がありますが、通常、高強度材料は成形が容易ではありません。


アルミニウムに曲げ加工、絞り加工、深絞り加工などを施す場合、全焼鈍材の加工性が最も良く、逆に熱処理材の加工性は最も悪くなります。


アルミニウム合金の被削性は合金組成と大きな関係があり、通常高強度アルミニウム合金の被削性は良好であり、逆に低強度アルミニウム合金の被削性は劣ります。


金型や機械部品などの切削加工が必要な製品では、アルミニウム合金の被削性が重要な要素となります。


溶接・曲げ特性


ほとんどのアルミニウム合金は問題なく溶接できます。 特に、一部の 5 シリーズ アルミニウム合金は、溶接を考慮して特別に設計されています。比較的、一部の 2 シリーズおよび 7 シリーズ アルミニウム合金は溶接がより困難です。


また、5系アルミニウム合金は、あるクラスのアルミニウム合金製品の曲げ加工にも最適です。


装飾性


アルミニウムを装飾や特定の用途に使用する場合、対応する色と表面組織を得るために表面を処理する必要があります。 この状況では、素材の装飾特性に焦点を当てる必要があります。


アルミニウムの表面処理オプションには、陽極酸化処理とスプレー処理が含まれます。 一般に耐食性の良い材料は表面処理性に優れています。


その他の特徴


上記の特性に加えて、導電性、耐摩耗性、耐熱性などの特性もあり、材料の選択にはさらに考慮する必要があります。


銅合金

オリハルコン



真鍮は銅と亜鉛の合金です。 真鍮中の亜鉛の含有量を変えることにより、異なる機械的特性を備えた真鍮を得ることができます。 黄銅中の亜鉛の含有量が高いほど、強度は高くなりますが、可塑性はわずかに低くなります。


業界で使用される真鍮の亜鉛含有量は 45% を超えません。亜鉛含有量は脆くなり、合金の性能が低下します。 真鍮に 1% の錫を添加すると、海水や海洋大気腐食に対する真鍮の耐性が大幅に向上するため、「ネイビー真鍮」と呼ばれます。


錫は真鍮の被削性を向上させることができます。 鉛真鍮は一般に、切断が容易な国家標準の銅と呼ばれます。 鉛を添加する主な目的は、被削性と耐摩耗性の向上であり、鉛は黄銅の強度にはほとんど影響しません。 銅の彫刻も鉛真鍮の一種です。


ほとんどの真鍮は色、加工性、延性が良好で、電気めっきや塗装が容易です。


赤銅



銅は赤銅とも呼ばれる純銅で、良好な電気伝導性と熱伝導性、優れた可塑性を備え、ホットプレスや冷間プレス加工が容易で、プレート、ロッド、チューブ、ワイヤー、ストリップ、フォイルなどの銅に加工できます。


放電加工機、磁気機器、コンパスや航空機器などの磁気干渉に対する耐性が必要な機器の製造用の電食銅や導電性棒など、良好な導電性が必要な製品が多数あります。


どのような材質であっても、基本的には単一モデルで製品のすべての性能要件を同時に満たすことはできませんし、その必要もありません。 製品の性能要求、使用環境、加工工程等に応じて各種性能の優先順位を設定し、性能確保を前提とした合理的な材料の選択と合理的なコスト管理を行う必要があります。


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マシニングセンタは主に箱や外殻部品の加工に使用される工作機械で、数十万～数百万の価値があります。 これは通常、企業の主要なプロセスにおける主要な機器です。 マシンがシャットダウンされると、多くの場合、損失は大きくなります。 したがって、工作機械の利点を最大限に発揮するには、メンテナンスや修理作業に注意を払う必要があります。 CNC工作機械の日常的な電気的故障のほとんどは電気的故障であるため、電気的なメンテナンスと修理がより重要です。1) CNCシステム制御部分2) サーボモータとスピンドルモータ




騒音と温度上昇に注目してください。 ノイズや温度上昇が大きい場合は、ベアリングなどの機械的な問題なのか、マッチングアンプのパラメータ設定に問題があるのか​​を調べ、適切な対策を講じてください。 例えば、サーボシャフトの動作中に異音が発生し、検証後も明らかなパラメータの変化が見られない場合、リードスクリューやカップリング、サーボモータとの同芯ずれなどが原因でメカニカルノイズが発生している可能性が考えられます。 モーターをカップリングから外し、モーターを単独で運転してください。 それでもモーターに異音が発生する場合は、速度ループ ゲインと位置ループ ゲインを適切に調整し、モーターを静かにします。 異音が発生しない場合は、リードスクリューとカップリングの同心度の異常と判断し、再度同心度を修正してモーターに接続してください。 この問題は解消できます。


3) 測定フィードバック要素 エンコーダ、目盛定規などを含み、検出要素の接続に緩みがないか、油やゴミなどで汚れていないかを確認します。 4) 電気制御部


三相電源電圧が正常かどうかを確認してください。電気部品が正しく接続されているかどうかを確認してください。 CRTディスプレイの診断画面を利用して各種スイッチが有効かどうかを確認します。すべてのリレーとコンタクタが正常に動作するかどうか、および接点が良好な状態にあるかどうかを確認します。サーマルリレー、アーク抑制装置、その他の保護要素が有効であるかどうか。電気キャビネット内のコンポーネントの温度が高すぎないか確認してください。 コンタクタ接点の接触不良の場合は、コンタクタを分解し、接触面の高温酸化物を小さなやすりでこすり落とし、脱脂綿とアルコールで汚れを拭き取り、再度組み立ててから接点を修理してください。マルチメータを使用して実行できます。


5) 利用率の向上


マシニングセンタが長時間使用されていない場合、使用する必要がある場合、まず、工作機械の各可動リンクは、グリースの固化、粉塵、さらには錆により静的および動的な伝達性能に影響を及ぼし、精度が低下します。工作機械の油回路系の詰まりは大きなトラブルです。電気的な観点から見ると、電気制御システムのハードウェアは数万個の電子部品で構成されており、その性能や寿命は非常にバラバラです。 長期間使用しなかった場合、急に電力が送られると、大電流、高電圧により部品が破損することがあります。 したがって、加工タスクのない期間は、工作機械を低速で実行し、少なくとも NC システムの電源を頻繁に、場合によっては毎日オンにすることが最善です。


ファナックのシステムを使用した横形マシニングセンタという状況に遭遇しました。 ウォームアップ プログラムを実行した後、処理を行ったところ、午前中に認定された部品が処理され、正午までに処理された部品が認定されなくなったことがわかりました。 現場の加工担当者による検査後、工作機械の位置決めや固定具に変形や緩みがないことを確認します。 ただし、主軸箱を加工せずに静止させた場合、重力軸方向に沿って下方向に0.1mmずれます。 技術者は、温度補正が失敗しているか、温度センサーの接触不良と判断します。 ただし、温度センサーと温度モジュールを交換し、CNC パラメーターと温度補償パラメーターを再入力した後でも、この現象は発生します。 専門家による相談の結果、センサーの問題ではなく、工作機械の主軸とコラムに面して長さ2メートル、幅1メートルの天窓があったことが最終的に判明した。 正午になると太陽の光が直接主軸や柱に当たり、熱変形が発生します。 天窓が覆われた後、主軸ボックスは通常の状態に戻ります。 これは、不適切なメンテナンスによって引き起こされる典型的なメンテナンス エラーです。 したがって、日常のメンテナンスを適切に行うことで、将来の全体的なメンテナンスが容易になります。

1 ハット型マガジンのツールチェンジは主に固定アドレスツールチェンジモードを採用しており、ツール座番号に対応してツール番号が固定されています。 工具交換動作は工具マガジンの横移動と主軸の上下移動により実現され、主軸工具交換モードと略して呼ばれます。 工具交換マニピュレータがないため、工具交換アクションの前に工具選択アクションを事前に選択することはできません。 工具交換命令と工具選択命令は通常同じプログラムセグメント内に記述され、命令フォーマットは次のとおりです。M06 T




コマンドを実行すると、まず工具マガジンが主軸上の工具番号に対応する工具ホルダを工具交換位置まで回転させ、その後主軸上の工具を工具ホルダに戻し、指定された工具を工具マガジンが回転させます。この工具マガジンでは、M06 実行前に TX x を実行しても、工具の事前選択はできません。 * 最終工具選択の動作は、M06 実行時に実行されます。 M06 の前に TX X がない場合、システムはアラームを発します。2 ディスクとチェーンマガジンのツール交換


それらのほとんどは、ランダム アドレス ツール変更モードを使用します。 工具番号と工具座番号の対応関係はランダムですが、NCシステムはその対応関係を記憶することができます。 このツールマガジンの工具交換はマニピュレータに依存します。 コマンドと工具交換の動作は次のとおりです。工具コマンド TX は工具マガジンの回転を制御し、選択した工具を工具交換作業位置に回転させます。一方、工具交換コマンド M06 は工具交換マニピュレータの動作を制御して、主軸工具と工具マガジンの工具交換位置との間の工具交換。 工具選択コマンドと工具交換コマンドは、同じプログラム セグメントに含めることも、別々に記述することもできます。 工具選択と工具交換コマンドに対応するアクションは、同時にまたは個別に操作することもできます。 命令形式は次のとおりです：


Tx x M06; コマンドが実行されると、まず工具マガジンが TX 工具を工具交換位置に回転させ、次にマニピュレータが工具マガジンの工具を主軸の工具と交換して、TX 工具交換の目的を実現します。上記 2 つの方法を読むと、方法 2 は工具選択動作と加工動作が重なっているため、工具を交換するときに工具を選択して直接工具を変更する必要がないことがわかります。作業効率が向上します。


前述したように、工具マガジンの工具交換コマンドは工作機械メーカーに関係しています。 たとえば、一部の工具マガジンでは、Z 軸が工具交換点に戻るだけでなく、Y 軸も工具交換点に戻る必要があります。 プログラムの形式は次のとおりです：


同じプログラムセクション内にツール選択とツール変更の命令を記述する場合、メーカーが異なるツールでは実行ルールも異なる場合があります。 存在する場合は、書く順序に関係なく、ツールの選択とツールの変更のルールに従う必要があります。 ルールによっては、工具交換コマンドを実行する前に工具選択コマンドを記述する必要があると規定されています。 それ以外の場合は、上記のプログラムに示すように、最初にツールを変更してから、そのツールを選択するというアクションが行われます。 この場合、M06 コマンドを実行する前に工具選択コマンドが書き込まれていないと、システムがアラームを発します。

ペタリンジャヤ：知名度の低いダトゥク・ガン・キム・フアト氏は、大手プラスチック部品メーカー設立への道を開くため、SKP Resources BhdとTecnic Group Bhdの2つの上場企業に事業を統合している。

昨日、SKPとテクニックの株価はそれぞれ史上最高値の71センと5.08リンギまで上昇したが、その後「重要な発表がなされるまで」両株は取引停止となった。

合併・買収の行使には現金とSKP新株の発行が含まれる可能性があることがわかった。

Gan と彼の家族は SKP の約 67%、以前は STS Tecnic Bhd として知られていた Tecnic の約 69% を所有しています。

「これはガン家が規模の経済を持った企業を創設するためにしばらく検討してきた動きだ。 合併は両社にとって相乗効果があり、将来の収益増加につながる可能性がある」と関係者は述べた。

SKPは、ここ数年拡大傾向にあり、プラスチック部品やコンポーネントの製造、受託製造、精密金型の製造、電子・電気機器のサブアセンブリおよびその他の二次プロセスの事業を行っています。

2013 年 3 月 31 日に終了した会計年度 (FY13) では、英国の家電ブランドのダイソンが SKP の総売上高の 55% に貢献しました。

SKPのウェブサイトによると、同社の他の顧客にはヒューレット・パッカード、シャープ、フレックストロニクス、パイオニアが含まれる。

一方、Tecnic は、自動車、電気、電子分野、および産業用消耗品向けのプラスチック成形品の設計と製造、プラスチック射出成形とブロー成形に携わっています。 ヴァレオ、シャープ、パナソニック、デンソー、スズキ、プロトン、プロドゥアを顧客としています。

SKPとテクニックの6月30日時点での現金および現金同等物は、それぞれ1940万リンギットと2570万リンギットだった。 しかし、SKPはここ数カ月で取引高が増加しており、テクニックは比較的堅調な銘柄となっている。

RHB Researchは以前のメモで、SKPはダイソンからの増加する注文に対応するための生産能力の75％拡大を背景に、2年間の利益複利年率成長率57.9％を達成できると述べた。

ケナンガ・リサーチによると、SKPはジョホール州セナイに新工場があり、来月完成し、2017年度までに本格稼働する予定だという。

同調査機関は、ダイソンからの掃除機と扇風機用の2つの新製品ラインの製造受注に支えられたSKPの受注状況の強化により、今後数年間の収益が明らかになるだろうと指摘した。

「新製品は、より高い利益率を獲得し、グループの収益に貢献できる次世代家電です。 グループの新工場の大部分が2つの新製品の生産に対応することを我々は理解している」と付け加えた。

SKPは10.5銭高の71銭となり、出来高は3,837万株となった。

テクニックは31銭（6.5％）上昇して5.08リンギとなり、219,500株の売買が行われた。