カスタム CNC 機械加工部品に適した材料を選択する方法

汎用性は、CNC 加工の主な利点の 1 つです。これは、精密な CNC フライス加工と旋盤加工により、さまざまな原材料から完成品をうまく生成できるためです。これにより、設計エンジニアは試作品や商品を開発するための多くの可能性を得ることができます。

CNC 旋削およびフライス加工された部品の大部分は、金属で構成されています。その強度と剛性により、金属は現代の器具による急速な材料除去に耐えることができます。 CNC 加工に使用される最も一般的な金属を調べることから始めましょう。

CNC 加工材料に関する考慮事項

水分

一部の金属は自然に耐食性がありますが、他の金属は塗装、メッキ、または陽極酸化が必要です。

力

製品エンジニアの懸念事項:

引っ張り強さ: 引っ張る力に対する材料の抵抗力は?

• 圧縮または耐荷重: 材料は一定の荷重にどの程度耐えられるか?

⢠タフネス: 素材のタフさは??

⢠弾力性: 素材が元の形状に戻る速さ。

すべての材料は強度が異なるため、許容限界を把握し、安全率の高い材料を選択することが重要です。

熱

加熱された物質は伸縮します。パーツが複数の加熱および冷却サイクルを経る場合、影響を受ける可能性があります。溶融する前に、加熱された部品は柔らかくなり、より柔軟になります。重大な部品の故障を防ぐために、予測される作業温度よりもはるかに高い温度で熱的に安定した材料を常に使用してください。

防食

腐食は単に水にさらされるだけではありません。外部の化学物質は部品の故障の原因となる可能性があります。油、試薬、酸、塩、アルコール、洗浄剤など。金属の耐薬品性を確認してください。

機械加工性

特定の金属や炭素繊維は機械加工が困難です。非常に硬い材料は、切削工具をすぐに損傷します。他の人は、切削速度と送り速度を管理する必要があります。一部の材料は処理が高速です。長時間の生産に高速加工金属を使用すると、時間とコストを節約できます

すべての原材料にはコストがかかります。最も機能的で手頃な価格の素材を選択してください。これにより、完成品の耐久性が保証されます。

DS での CNC 加工に広く使用されている金属

このセクションでは、CNC 加工で一般的に使用されるさまざまな金属について学習します。これらの資料を以下に示します。

アルミニウムの機械加工は非常に汎用性の高いプロセスであり、さまざまな用途に使用できます。食品包装、建設資材、自動車、航空宇宙、防衛、電化製品のほか、家具や台所用品、おもちゃなどの消費財の製造にも使用されています。

アルミニウム 7075-T5

アルミニウム 7075-T5 は、アルミニウム合金の熱処理に使用されます。耐食性、堅牢性、軽量性に優れています。電気的、熱的、耐衝撃性があります。アルミニウム 7075-T5 は、塩素ガスや塩水、および耐候性に対して化学的に耐性があります。用途には、船舶のプロペラ シャフト、ギアボックス、プロペラ シャフト ハウジング、自動車のドライブ シャフト/アクスルまたはステアリング コンポーネント/フロント サスペンション リンク、橋や建物の建設資材、ドリルやポンプなどの採掘機器、テニス ラケットやゴルフ クラブなどのスポーツ用品、医療機器などがあります。器具（内視鏡など）、カスタム製造業（家具など）など。

アルミニウム 6063-T6

アルミニウム 6063-T6 は、アルミニウム合金の製造に使用される熱処理合金です。耐食性に優れ、硬度が高く、密度が低い。材料はバーまたはシートの形で入手でき、さらにインゴットに鋳造することができます

アルミ 6061-T6

アルミニウム 6061-T6 は、機械加工性に優れた高強度、軽量、耐腐食性のアルミニウム合金です。溶接性、成形性、溶け込み性に優れています。この材料は、機械、航空機部品、電気機器などの産業用途での使用に適しています。

真鍮

真鍮は銅と亜鉛の金属合金で、その割合は融点と酸度によって決まります。ブラス CNC マシニングは、コンピュータ制御の機械で金属を削ります。ドリル、機械、またはのこぎりを回転させて金属を切断します。人気のある金属加工技術です。真鍮は柔らかく、簡単に薄い板に加工できます。ジュエリー、建築、橋などに使用されています。

真鍮 C260

Brass C260 は、3 軸動作機能を備えた頑丈なロータリー マウント マシンです。最大 6000 rpm の速度で動作し、軸あたり 0.001 mm の精度定格を備えています。このマシンは、800 x 400 mm の作業スペース容量で小径および大径のジョブの両方に使用でき、実行するジョブのサイズに応じてさまざまなツールを取り付けることができます。

この等級は、弾薬カートリッジでの使用の歴史のおかげで、カートリッジ ブラスと呼ばれることがあります。その他の一般的な用途には、リベット、ヒンジ、ラジエーター コアなどがあります。

真鍮 C360

Brass C360 は、3 軸動作機能を備えた、もう 1 つの頑丈なロータリー マウント マシンです。最大 6000 rpm の速度で動作し、軸あたり 0.001 mm の精度定格を備えています。このマシンは、800 x 400 mm のワークスペース容量で、小径および大径のジョブの両方に使用できます。

銅 C101

銅 C101 は、銅の化学組成が 1 つ以上の追加元素を含むように変更された銅合金の一種です。最も一般的な添加剤はスズと亜鉛ですが、他のものも同様に添加される場合があります。銅 C101 は、電気配線、配管、熱交換器など、さまざまな用途に使用されています。

銅 C101 は、高い耐食性と優れた導電性を備えた液体金属です。優れた機械的特性を持ち、取り扱いが容易です。銅 C101 は、エレクトロニクス、電気モーター、磁気モーター、照明機器などのさまざまな分野で使用できます。

鋼

鋼は、耐摩耗性に優れた高炭素工具鋼です。切削工具、ドリルビット、および高強度、良好な靭性、優れた耐摩耗性を必要とするその他のアイテムに使用されます。この材料の粒子構造は、多くの鋼に見られるものと似ています。これは、同様の仕上げを持つ切削工具で機械加工できることを意味します。また、他の鋼ほど簡単に熱処理されないことを意味する優れた機械加工性も備えています。

鋼 1008 は、熱間成形と冷間圧延板の形で入手できます。冷間圧延されたシートがアニールされていない間、ホットフォームは機械加工の前にアニールされます。これは、鋼の表面仕上げと、ホーニング工具または研ぎ石で仕上げたときにエッジをどれだけ保持するかに影響します.

鋼 1018 は、耐摩耗性と疲労寿命に優れた低合金鋼です。耐食性に優れ、鋭い切れ味を持っています。

鋼 1020 は、優れた耐食性と優れた熱間成形特性を備えた高強度低合金鋼です。手工具で簡単に機械加工でき、さらに高強度低合金鋼、ステンレス鋼、または炭素鋼に加工することもできます。

鋼 1045 は、良好な熱間成形特性と良好な耐食性を備えた中高強度の低合金鋼です。常温では靭性に優れ、手工具で容易に加工できますが、高温になると脆くなります。

スチール 430F

430F 鋼は、強度と耐摩耗性に優れた中炭素鋼です。機械加工性、溶接性、耐食性に優れています。 430F 鋼は、ツーリング、切削工具、ナイフ、ドリル、ギア、ダイなど、さまざまな用途に使用できます。

スチール 4130

4130はクロム(50%)とモリブデン(20%)の合金です。引張強度が高く、伸びが低く、靭性に優れた高強度低合金鋼に使用されます。

スチール 4140

4140 は、ニッケル (35%)、クロム (17%)、マンガン (10%)、ニッケル (10%) の合金です。機械加工性、溶接性、耐食性に優れています。この合金の特性により、シャフトやギアなどの高負荷の機械部品での使用に適しています。

スチール 40CrMo

40CrMo は、クロム (40%)、炭素 (10%)、モリブデン (10%) の合金です。この材料は、高い硬度、耐摩耗性、および靭性と高い引張強度の組み合わせにより、優れた機械的特性を備えているため、ギアに最適です。

42CrMoも一種の高強度材料です。この製品は、主に高速列車、航空機、自動車などの産業の建設や、さまざまな精密部品の製造に使用されています。

鋼 12L14 は、マンガン、シリコン、モリブデンを含む低合金鋼グレードです。ダイカスト金型の製作などに幅広く使用されています。物理的性質は、化学組成によって異なります。

スチール 12L15 は、クロムとモリブデンを含む低合金鋼グレードです。高温で高い強度と靭性を必要とするダイカストやその他の用途に広く使用されています。物理的性質は、化学組成によって異なります。

ステンレス鋼 304

ステンレス鋼 304 は、最も用途が広く、広く使用されているステンレス鋼の 1 つです。淡水や塩水、ほとんどの工業用化学薬品、食品など、多くの媒体に対して優れた耐食性があります。機械的特性は良好ですが、他のグレードのステンレス鋼ほど強度はありません。

ステンレス鋼 304L は、ステンレス鋼 304 の低炭素バージョンであり、通常の等級 304 よりも炭素含有量が少なくなっています。これにより、強度や耐食性を損なうことなく、通常の等級 304 よりも製造、溶接、研磨が容易になります。また、エキゾーストマニホールドボルト、ターボチャージャーボルト、タービンブレードピンなど、高温が予想される用途にも使用できます。

ステンレス鋼 304F は、オーステナイト系クロム - ニッケル合金の耐食性とフェライト系鉄基合金の強度を兼ね備えたオーステナイト系クロム - ニッケル ステンレス鋼です。これにより、炉部品、熱交換器管、蒸気発生器管、原子炉圧力容器など、高温での高強度が必要な用途に非常に魅力的です。

ステンレス鋼 316

ステンレス鋼 316 は、クロムを主成分とするオーステナイト系の耐腐食性合金です。成形性、強度、靭性の優れた組み合わせを備えています。 15-5-3 の指定は、クロム 15%、モリブデン 5%、ニッケル 3% の組成を示します。この材料は、塩化物溶液中での孔食および隙間腐食に対する優れた耐性を備えています。また、高い強度と優れた耐食性が求められる過酷な環境でも使用されています。

ステンレス鋼 316L

ステンレス鋼 316L はステンレス鋼 316 に似ていますが、炭素含有量が少ない (0.030%)。ステンレス鋼 316L は、耐食性や強度を犠牲にすることなく溶接性が必要な場合に使用されます。

ステンレス鋼 316F

ステンレス鋼 316F はステンレス鋼 316 に似ていますが、モリブデンが 5% ではなく 1% 含まれています。ステンレス鋼 316 よりも耐孔食性が高く、華氏 1800 度 (摂氏 980 度) までの高温で使用できます。

ステンレス303

ステンレス鋼 303 は、18-8 ステンレス鋼の一種です。耐腐食性が高く、優れた成形性と優れた機械的特性により、最も人気のあるタイプのステンレス鋼の 1 つです。

ステンレス鋼 303 は、高い引張強度、良好な靭性、および塩化物応力腐食割れに対する優れた耐性を備えています。熱伝導率が高く、熱変形温度が低い合金です。この材料は、特に海洋環境での大気腐食に対しても高い耐性があります。モリブデンと窒素の添加により耐食性を向上させることができます。

ステンレス鋼 303 は、あらゆる種類の食品や飲料と反応しません。

ステンレス PH17-4

ステンレス鋼 PH17-4 は、最小降伏強度 110,000 psi、引張強度 140,000 psi の高炭素クロム モリブデン鋼です。航空機産業では、高強度、優れた耐食性、高温特性が必要とされる多くの構造用途に使用されています。この合金は、P-1、P-11、または 18/8 ステンレス鋼としても知られています。

超合金

スーパーアロイは優れた合金です。この高品質の金属は、医療機器、航空機、自動車の製造に使用されています。その素材は「スーパーチタニウム」とも呼ばれています。

超合金の特性により、強力で軽量な材料を必要とする業界を含め、多くの業界で人気があります。

スーパーアロイの主成分は、チタン、ジルコニウム、ハフニウムです。これらの元素は、鉄、アルミニウム、バナジウムと結合して、高い融点と引張強度を持つ金属を作り出します。

超合金は、次のようなさまざまな種類の製品に使用されています。

航空機エンジン

スペースシャトル

自動車部品

超合金には、鋳鉄や炭素鋼などの従来の鉄ベースの合金よりも多くの利点があります。これらには以下が含まれます：

高温で高強度。

耐摩耗性と耐腐食性に優れています。

低熱膨張係数;

高い電気伝導率;

高弾性率;

周囲温度での良好な延性

チタン合金

チタン合金は、チタンと他の金属を組み合わせたものです。最も一般的な合金元素はアルミニウムで、総重量の最大 60% を占めます。他の合金元素には、バナジウムとモリブデンが含まれます。

チタン合金の特性は、使用する合金元素の種類と量によって大きく異なります。チタン合金は一般に純チタンよりも強く、軽く、耐食性に優れています。

ピーク

PEEK は、ポリエーテル エーテル ケトン (PEEK) の結晶性の高い形態です。これは、シート、ロッド、チューブで入手可能な半結晶性ポリマーです。

PEEK のガラス転移温度は約 140°C、融点は約 400°C です。 PEEK は、酸、アルカリ、アルコールなど、ほとんどの腐食性媒体に対して優れた耐薬品性を備えています。また、熱、紫外線、ガンマ線に対する耐性も優れています。

PEEK は、高温での高モジュラス (引張強度)、荷重下での低クリープ、低温での高引張強度 (低熱膨張係数)、低吸水性、優れた寸法安定性、および高耐摩耗性などの優れた機械的特性を備えています。