CNC加工は、現代の製造業のバックボーンであり、原材料を航空宇宙のための正確な部品に取り付ける, 自動車, 医学, 消費財. しかし、ここに真実があります: 最高のCNCマシンでさえ、悪い物質的な選択を修正することはできません. CNC加工材料 部品の強さや耐久性からコストや生産時間まですべてを決定する. 新しいガジェットをプロトタイピングするか、大量生産エンジンコンポーネントをプロトタイプするか, 適切な素材を選ぶことは、メイクまたはブレイクです. このガイドでは、選択方法を説明します, 比較する, 上部のCNC加工材料を適用します, それをバックアップするための実世界の例があります.
CNC加工材料の選択が交渉できない理由
アルミニウムの代わりにプラスチックで飛行機の翼を構築することを想像してみてください, または低強度鋼を備えた外科用ツール. 結果は悲惨です. CNCの機械加工材料は、パフォーマンスを定義する部品を「形作る」だけではありません.
例えば, 車のブレーキキャリパーには、高熱とストレスを処理する材料が必要です (ステンレス鋼のように), 電話ケースには軽量で手頃な価格のものが必要です (アルミニウムのように). 物質調査をスキップする場合, あなたはひび割れた部分になります, ワープ, または使用中に失敗します. 悪い, 時間とお金の再加工プロジェクトを無駄にします. 適切な素材, けれど, CNC部品を長持ちさせます, パフォーマンスを向上させます, そして、あなたの予算に合わせてください.
CNC加工材料を選択するための段階的なプロセス
CNC素材を選択することは当て推量ではありません。これは体系的なプロセスです. これらに従ってください 3 プロジェクトに最適な素材を選択する手順:
ステップ 1: 材料要件を定義します
尋ねることから始めます: この部分は何をしますか? どこで使用されますか? 交渉不可能なプロパティを次のようにリストします:
- 機械的ニーズ: 高強度が必要ですか？ (構造部品用) または柔軟性 (ヒンジの場合)?
- 環境条件: それは熱に直面しますか (エンジン部品), 水分 (屋外ギア), または化学物質 (ラボツール)?
- 電気的ニーズ: それは指揮者ですか (ワイヤーの銅のように) または絶縁体 (ケーシング用のプラスチックのように)?
- 美学: 滑らかな仕上げが必要ですか (消費者製品用) または、生の外観を持つことができます (工業部品用)?
例: ドローンフレームを作成している場合, あなたの要件はそうかもしれません: 軽量, 高強度と重量の比率, マイナーな影響に耐性があります.
ステップ 2: 潜在的な材料オプションをリストします
要件があれば, それらのボックスをチェックする材料をコンパイルします. デザイン仕様を使用します (3Dモデルや図面のように) 選択肢を絞り込む. ドローンフレーム用, アルミニウムをリストすることができます, 炭素繊維強化プラスチック (CFRP), とチタン.
ステップ 3: トレードオフを行います (賢く)
すべてを行う素材を見つけることはめったにありません. 例えば, チタンは強くて軽量ですが、高価です. アルミニウムはより安価で機械加工が簡単ですが、強くはありません. ニース対象よりもコアニーズに優先順位を付けます.
経験則: 重要なプロパティを犠牲にしないでください (高温部分の耐熱性のように) お金を節約するために. しかし、2つの資料があなたのコアニーズを満たしている場合, より安価またはより簡単なものを選択してください.
CNC加工材料を比較する重要なプロパティ
すべての材料が平等に作成されるわけではありません. オプションを評価するとき, これらに焦点を当てます 6 重要なプロパティ - 彼らは「良い」から「素晴らしい」を分離します:
| 財産 | 意味 | なぜそれが重要なのか |
| 加工性 | カットするのはどれほど簡単か, ドリル, または、CNCツールで素材を形作ります. | 機密性が高い材料 (アルミニウムのように) 生産をスピードアップし、ツール摩耗を削減します. |
| 強度と重量の比率 | その重量に対する強度. | 体重に敏感な部品にとって重要です (航空宇宙, ドローン) - ライトウェイトだが強力な素材は燃料/エネルギーを節約します. |
| 耐熱性 | 高温で形と強度を維持する能力. | エンジンバルブや産業用オーブンなどの部品に不可欠 - 吹き耐耐動性が反ります. |
| 耐食性 | 錆に抵抗する能力, 水分, または化学的損傷. | 屋外部品にとって重要です (パティオ家具のように) または医療ツール (それには滅菌が必要です). |
| 寸法安定性 | 機械加工と使用後に正確な寸法を維持する能力. | タイトトレランスパーツにとって重要です (航空宇宙コンポーネントのように) - 貧しい安定性は、部品が収まらないことを意味します. |
| 料金 | 単位重量あたりの価格 (例えば。, $/kg) プラス加工コスト. | パフォーマンスと予算のバランス - 高価な材料 (チタン) それらが必要な場合にのみ価値があります. |
トップCNC加工材料 (実際のケースで)
最も人気のあるCNC加工材料を分解しましょう, 彼らの強み, そして、エンジニアがそれらをどのように使用するか. それぞれに、実際の影響を示すケーススタディが含まれています.
1. アルミニウム (合金: 6061, 7075, 3.3211)
それが何であるか: 軽量, 優れた機械加工性を備えたシルバーメタル. 消費者と産業部品のための最も一般的なCNC材料です.
キープロパティ:
- 重さ: 〜2.7 g/cm³ (1/3 鋼の重量).
- 加工性: 高い - 最小限のツール摩耗ですぐにカットします.
- 耐食性: 良い (特に陽極酸化で).
- 料金: 低い (\(2- )5 kgあたり).
実世界のケース: ヨーロッパの航空宇宙会社が使用しました 3.3211 アルミニウム 航空機のインテリアブラケットを作る. 材料の強度と重量の比率は、飛行機の全体的な重量を減らしました 8 航空機あたりのkg - 航空会社を救う $12,000 飛行機あたり年間燃料費用. アルミニウムも機械加工するのが簡単でした, 会社が生産できるようにします 500 週にブラケット (2x鋼よりも速い).
一般的な用途: ドローンフレーム, 自動車部品, 電話ケース, 航空宇宙コンポーネント.
2. 鋼鉄 (合金: 1018, 1.4404, 1.7131)
それが何であるか: 強い, 耐久性のある鉄ベースの金属 - ストレスや熱を処理する必要がある部品のideal.
キープロパティ:
- 重さ: 〜7.8 g/cm³ (アルミニウムより重い).
- 加工性: 中くらい (合金によって異なります-1018は簡単です; 1.4404 難しいです).
- 耐熱性: 素晴らしい (1.4404 最大861°Cまでの耐性).
- 料金: 中くらい (\(0.80- )3 kgあたり).
実世界のケース: 米国. 自動車メーカーから切り替えられました 1.4571 鋼鉄 に 1.7131 鋼鉄 ブレーキローター用. 両方の合金は、耐摩耗性が良好です, しかし 1.7131 費用 50% 少ない. スイッチは会社を節約しました $400,000 ローターの寿命を減らすことなく年間 (それは滞在しました 50,000 マイル).
一般的な用途: エンジン部品, ツール, 構造括弧, ブレーキコンポーネント.
3. ステンレス鋼 (合金: 17-4ph)
それが何であるか: クロム付きの鋼合金 (腐食抵抗用) - 湿った環境または過酷な環境の部品に最適.
キープロパティ:
- 耐食性: 素晴らしい (錆と化学物質に抵抗します).
- 強さ: 高い (通常のスチールよりも強い).
- 加工性: 中くらい (作業の硬化を避けるための鋭いツールが必要です).
- 料金: 中程度 (\(4- )8 kgあたり).
実世界のケース: 使用される医療機器メーカー 17-4PHステンレス鋼 CNCマシン外科用鉗子に. 材料の腐食抵抗は、蒸気の滅菌を繰り返すために立ち上がった (100+ さびのないサイクル), そしてその強さにより、使用中に鉗子が曲がらないようにしました. 会社が生産しました 1,000 月あたりの鉗子, 欠陥はゼロ.
一般的な用途: 医療ツール, 食品加工装置, 海洋部品.
4. 銅 (合金: C110, C172)
それが何であるか: 電気導電率で有名な赤みがかった金属 - 電気部品のために重要.
キープロパティ:
- 導電率: 素晴らしい (すべてのCNC金属のベスト).
- 加工性: 高い (スムーズにカットしますが、過熱すると変形する可能性があります).
- 耐食性: 良い (変色しますが、錆びません).
- 料金: 高い (\(8- )12 kgあたり).
実世界のケース: 使用される電子会社 C110銅 CNCマシンの回路基板コネクタを作成します. 材料の導電率により、最小限の電気損失が確保されました, スマートフォンのパフォーマンスが向上しました. 銅はアルミニウムよりも高価ですが, より良いパフォーマンスにより、コストが正当化されました 15% スイッチの後.
一般的な用途: 電気コネクタ, ワイヤー, ヒートシンク, センサー.
5. プラスチック (合金: 酢酸, ピーク, テフロン)
それが何であるか: 軽量, 多様な特性を持つ低コストの材料 - 柔軟性から (TPE) 耐熱性に (ピーク).
キープロパティ:
- 重さ: 低い (0.9–1.5 g/cm³).
- 加工性: 高い (速い切断, ツールの摩耗はありません).
- 絶縁: 素晴らしい (電気部品に最適です).
- 料金: 低中程度 (\(1- )5 kgあたり).
実世界のケース: 使用される消費財ブランド 酢酸プラスチック CNCマシンの歯ブラシハンドルへ. 素材は安かった, 機械加工しやすい (生産 2,000 1日あたりのハンドル), 快適に握るほど柔軟です. 金属とは異なり, それは暑さを行わなかったので、ハンドルは触るのに冷たく感じませんでした.
一般的な用途: 消費財 (歯ブラシ, おもちゃ), 電気絶縁体, 医療機器のケーシング.
コストとパフォーマンスのバランスを取る方法
コストは常に要因ですが、それが唯一のものではないようにしないでください. スイートスポットを見つける方法は次のとおりです:
- 最初に重要なプロパティに優先順位を付けます: 部品に腐食抵抗が必要な場合 (海洋部品のように), 安価なスチールを選ばないでください。ステンレス鋼を飲みます.
- 代替案を探してください: のように 1.4571 vs. 1.7131 スチールの例, 安価な材料は、多くの場合、高価なものの重要な特性と一致します.
- 総コストを計算します, 材料コストだけではありません: アルミニウムのような材料は鋼よりも1 kgあたりの費用がかかります, しかし、それは2倍の速さでマシンをマシンします - 労働力とツールコストを節約する.
例: アルミニウムで作られた部品には費用がかかる場合があります \(5 素材で + \)10 機械加工= \(15 合計. 鋼の同じ部分には費用がかかる可能性があります \)3 素材で + \(20 機械加工= \)23 合計. アルミニウムはより良い取引です, たとえそれがより高価であっても.
CNC加工材料に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, CNC材料が素晴らしい部分の基礎であることを知っています. 私たちはエンジニアと協力して、プロジェクトを適切な材料に一致させます。 6061 プロトタイプ用のアルミニウムまたは医療用ツール用の17-4phステンレス鋼. 私たちのチームは、機械加工性について材料をテストします, 強さ, コスト, そして、私たちは後処理を提供します (アルミニウムの陽極酸化や鋼の研磨のように) パフォーマンスを高めるため. また、可用性を優先します。珍しい素材を数週間待ちたいと思っていません. 私たちのために, 材料を供給することだけではありません; エンジニアが機能する部品を構築するのを支援することです, 最後, 予算に合わせます.
CNC加工材料に関するFAQ
1. どのCNC加工材料が初心者に最適です?
アルミニウム (6061 合金) 初心者に最適です. 機械加工は簡単です (最小限のツール摩耗), 手頃な価格, そして、あなたが小さな間違いを犯した場合、寛容. また、汎用性が高く、プロトタイプや単純な部品にも偉大です.
2. CNC部品には金属の代わりにプラスチックを使用できますか?
はい - 部品が高強度や耐熱性を必要としない場合. プラスチックは安いです, ライター, 金属よりも機械加工しやすい. 消費財に使用してください, 電気絶縁体, または重いストレスに直面しない部分. 構造部品については避けてください (エンジンコンポーネントのように) または高熱領域.
3. 加工性は生産時間にどのように影響しますか?
加工性には大きな影響があります. 機密性が高い材料 (アルミニウムのように) 低出生可能材料よりも2〜3倍速くカットできます (チタンのように). 例えば, アルミニウムの100部構成の注文がかかる場合があります 1 日から機械, 一方、チタンで同じ順序で取ることができます 3 日 - 労働力とツールコストをダーする.