CNC加工材料の究極のガイド：プロジェクトに最適なメタル/プラスチックを選択する方法

CNC加工材料を選択するためのコア原則

1. パフォーマンス要件 ：強度、硬度、腐食抵抗、熱伝導率など。
2. 加工性 ：切断の容易さ、ツール摩耗率、および最適な機械加工パラメーター（例：スピンドル速度、飼料レート）。
3. コスト管理 ：原材料価格、処理費用、および治療後費用。
4. 環境への影響 ：生分解性材料の使用など、持続可能性の傾向へのコンプライアンス。

メタリック材料：産業「タフガイ」

1. アルミニウム

• キープロパティ :
  • 軽量で、耐性耐性が高く、優れた熱導電率と電気的導電率。
  • 一般的なグレード：6061（バランスの取れた性能）および7075（航空宇宙の超高強度）。
• アプリケーション :
  • 家電ケーシング（電話フレームなど）、自動車エンジン部品、ドローンスケルトン。
• 機械加工のヒント :
  • 高速切断は熱変形を減らします。炭化物ツールを使用して、接着を防ぎます。
  • 陽極酸化のような表面処理は、耐摩耗性と美学を強化します。

2. ステンレス鋼

• キープロパティ :
  • 例外的な耐食性（316ステンレス鋼は、海洋および医療環境に最適です）。
  • アルミニウムよりも硬度が高く、加工にはコーティングされたツールとクーラントが必要です。
• アプリケーション :
  • 医療機器、キッチンツール、屋外用具。
• 機械加工のヒント :
  • 304ステンレス鋼は、一般的な使用に最適なコストパフォーマンスを提供します。 316はより高価ですが、より腐食耐性です。

3. チタン合金

• キープロパティ :
  • 比類のない強度と重量の比率、高温抵抗、および生体適合性が非常に高い機械加工コストが非常に高い。
  • 熱による変形を避けるために、特殊なツールと低速切断が必要です。
• アプリケーション :
  • 航空宇宙コンポーネント、医療インプラント、高級時計。
• 傾向 ：2023年以降、チタン合金は家電（例：電話フレーム）での使用が増加していますが、降伏率は低いままであり（30％〜40％）、加工時間はアルミニウムの3〜4倍長いです。

4. 銅と合金

• キープロパティ :
  • 優れた熱および電気伝導率。真鍮（銅亜鉛合金）は、機械加工と耐食性が簡単です。
  • ソフトテクスチャには、変形を避けるために制御された切断深さが必要です。
• アプリケーション :
  • 回路基板、ヒートシンク、装飾品。

5. 炭素鋼

• キープロパティ :
  • 高強度、低コスト、しかし腐食抵抗が不十分です（亜鉛めっきのような表面処理が必要です）。
• アプリケーション :
  • 機械的ファスナー、構造コンポーネント。

プラスチック材料：産業「多用途のプレイヤー」

1. ABSプラスチック

• キープロパティ :
  • 強い衝撃耐性、色が容易で、手頃な価格—迅速なプロトタイピングに最適です。
• アプリケーション :
  • 保護ケーシング、自動車部品、おもちゃ。
• 機械加工のヒント :
  • 材料の軟化と変形を防ぐための切断温度を制御します。

2. ナイロン（PA）

• キープロパティ :
  • 優れた摩耗抵抗と自己潤滑;ガラス繊維の補強は、強度を高めることができます。
• アプリケーション :
  • ギア、ベアリング、スライドコンポーネント。
• 機械加工のヒント :
  • 機械加工前に材料を乾燥させて、水分関連の寸法エラーを減らします。

3. アクリル（PMMA）

• キープロパティ :
  • 高い透明性と剛性（ガラスの代替）、しかし割れやすい。
• アプリケーション :
  • 光学コンポーネント、ディスプレイスタンド、装飾パネル。
• 機械加工のヒント :
  • 鋭いツールと低速切断を使用して、表面の傷を最小限に抑えます。

4. ポリカーボネート（PC）

• キープロパティ :
  • 高い衝撃耐性、熱耐性、および透明性—タフネスを必要とする部品に最適です。
• アプリケーション :
  • 防弾ガラス、ヘルメット、電子コンポーネントケーシング。

5. PEEK

• キープロパティ :
  • 高温で硬直性を維持し、優れた耐薬品性を維持しますが、コストが高くなります。
• アプリケーション :
  • 航空宇宙部品、半導体成分、高温環境のシール。

6. UHMW-PE

• キープロパティ :
  • 非常に高い耐摩耗性、低摩擦係数、しかし機械に挑戦します。
• アプリケーション :
  • ベアリング、ギア、コンベアベルト。

環境に優しい素材：持続可能な未来

• セルロースナノ結晶（CNC） :
  • ファッションと装飾の構造色コーティングに使用される生分解性植物に由来します。
• 水ベースの保護インク :
  • 機械加工中に表面マスキングを提供し、環境にやさしく適用しやすい。
• 生分解性プラスチック :
  • 環境に優しいパッケージや使い捨て製品に適したPLA（ポリラクチン酸）など。

コストとパフォーマンスのバランス

1. 材料代替 :
   • PCの代わりにABSを使用してコスト削減に使用するか、費用対効果の高い国内材料を選択してください。
2. プロセス最適化 :
   • 工具の摩耗とサイクル時間を短縮するために、機械加工パラメーター（たとえば、スピンドル速度の低い、より高い飼料速度）を調整します。
3. 生産尺度 :
   • 標準的な材料は、低容量生産に最適です。大規模な生産は、パフォーマンスを向上させるためにカスタム素材を正当化する場合があります。

加工パラメーターと機器の選択

• 金属 :
  • アルミニウム：高速切断（9,554 rpm）、炭化物ツール。
  • チタン合金：低速切断（15,286 rpm）、特殊コーティングツール。
• プラスチック :
  • ABS：融解を避けるために熱を制御します。
  • POM：1回のパス加工には鋭いツールを使用して、固執を防ぎます。

実世界の例：業界ごとの重要な選択

1. 家電 :
   • 電話フレーム：アルミニウム（費用対効果）またはチタン合金（プレミアムモデル）。
   • 光学成分：高精度のアクリルまたはPC。
2. 自動車 :
   • エンジン部品：熱および耐摩耗性のためのアルミニウムまたは高強度鋼。
   • 内部コンポーネント：美学と耐久性のバランスのためのABSまたはナイロン。
3. 医療機器 :
   • インプラント：生体適合性と耐食性のためのチタン合金またはステンレス鋼。
   • 機器のケーシング：不妊の環境要件のPCまたは覗き込み。

将来の傾向：知性と持続可能性

• AI搭載プログラミング ：より高い効率と精度のために、機械加工コードを自己拡張します。
• 緑の機械加工 ：環境に優しいツールとクーラントを採用して、二酸化炭素排出量を減らします。
• 革新的な材料 ：柔軟なセラミック、透明な木材、およびパフォーマンスの境界を押すその他の次世代材料。

結論