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CNC - 機械加工は、高精度と効率性を備えており、航空宇宙、自動車製造、医療機器、その他の分野のコアテクノロジーになりました。それが金属部品の精密回転型であるかどうか旋盤の機械加工または、ミル加工処理における複雑な表面の効率的な形成では、材料の選択は常に製品の品質と加工コストを決定する重要な要素です。アルミニウム合金からステンレス鋼、炭素繊維複合材料まで、各材料の硬度、靭性、熱伝導性は、ツールのサービス寿命、パラメーターの切断、さらには究極の表面品質に直接影響します。

このホワイトペーパーでは、CNC加工における主流の資料の特性と選択ロジックを体系的に分析して、設計から実装までの実務家に包括的なガイダンスを提供します。

CNC加工とは何ですか？

CNC加工コンピューターの数値制御を介して高精度の自動加工を実現するテクノロジーです。その核となる嘘は、工作機械の動きを制御するために事前にプログラムされた命令を使用するために旋盤機械加工、ミル機械加工、研削機械加工その他の機械加工フォーム。フライスすると、このツールは、多軸軸リンケージによる複雑な表面構造と精密構造の形成をワークピースに実現できます。

機械加工アルミニウム合金やステンレス鋼などの金属材料だけでなく、プラスチックや複合材などの非金属材料にも適しています。大量生産であろうと小さなバッチのカスタマイズであろうと、CNC加工は、ツールパスとパラメーターを最適化し、効率を改善しながら、パーツの表面の品質と寸法の一貫性を確保することができます。

CNC加工で最も一般的に使用される金属材料は何ですか？

CNC加工では、金属材料の選択により、完成品の機械加工効率、精度、コスト制御が直接決定されます。金属材料の最も一般的に使用される分類と特性は次のとおりです。

1。アルミニウム合金（例：6061、7075）

アルミニウム合金には、軽量、高熱伝導率、優れた切断性能の利点があり、機械加工に適した材料になりましたCNC。その低硬度特性により、ツールの摩耗が減少し、特に適しています航空宇宙コンポーネントブラケットやハウジングなど、車輪やフードなどの軽い車の部品。処理中に、表面の傷を避けるために、酸化物層の保護に注意を払う必要があります。

2。ステンレス鋼（例：304、316L）

ステンレス鋼はCNCで一般的に使用されています機械加工医療機器（手術器具）、食品加工装置など、高い腐食抵抗のため。その高い靭性は、作業を硬化させる傾向につながる可能性があり、摩擦熱を減らすために、高速（1,000〜2,000rpm）と低い飼料速度（0.05-0.2mm/R）パラメーター、およびクーラントの組み合わせが必要です。

3.モールドスチール（例：S136、P20）

カビ鋼は広く使用されています射出成形耐摩耗性とサイズの安定性が高いため、CNCの機械加工におけるダイキャスティング。S136は、ミラーの研磨要件が高く、P20は複雑な構造の大まかな機械加工に適しています。内部ストレスを軽減し、ひび割れのリスクを回避するために、処理中に予熱するように注意する必要があります。

4.チタニウム合金（例：ti6al4v）

チタン合金は、重量比が高く、高温抵抗が高いため、航空機のエンジンブレードと整形外科インプラントのコア材料になりました。CNC-Machiningでは、PCDやダイヤモンドコーティングミリングカッターツールなどの特殊なツールが必要であり、カットパラメーター（速度<800rpm、飼料速度<0.1mm/r）が最適化され、ツールの窒息を阻害します。

5.COPPER合金（例：C18150）

銅合金には熱伝導率があり、5G RFコンポーネント銅のヒートシンクに最適です。CNC加工中、材料の酸化を避けるために切断速度（200〜400m/min）を制御する必要があり、高圧冷却技術は表面の滑らかさを改善するために使用されます。

技術的なポイント：CNC加工におけるさまざまな金属材料の適応性は、物理的特性と技術的パラメーターの一致に依存します。例えば、アルミニウム合金効率的な切断を求めてください。一方、チタン合金には精度とツールの寿命のバランスが必要です。AI推奨モジュールが開発されたJS Companyなどのマテリアルデータベースとインテリジェント選択システムを使用することにより、最も最適な処理ソリューションを迅速に一致させることができます。

非金属材料の一般的なCNC加工の基本的な分類は何ですか？

CNC加工では、非金属材料の分類は、主にその化学組成と物理的特性に基づいています。一般的な非金属材料の基本的な分類と特性は次のとおりです。

1。エンジニアリングプラスチック

• ABS：良好なタフネス、便利な処理、電子シェル、自動部品などに適しています。ワーピングを防ぐために、処理中に冷却速度を制御する必要があります。
• PC（ポリカーボネート）：高温による応力亀裂を避けるために、透明なシールドと光学レンズで使用される高透過率（90％以上）。
• ピーク：高温抵抗（250°Cを超える）および良い生体適合性医療インプラントに共通するだけでなく、加工中の水分吸収変形を制御する必要性。

2.コンピュータ材料

• グラスファイバー強化ナイロン：カッターと繊維間の直接接触によって引き起こされる層状化を避けるために、ドローンフレームと車の構造で使用される硬くて軽量。
• 炭素繊維エポキシ：航空宇宙コンポーネントに適した優れた強度と重量比には、処理中の摩耗を減らすためのダイヤモンドコーティングされたツールが必要です。

3。セラミック材料

• アルミナセラミック：電子基板と耐摩耗性の断熱性と高い硬度。ダイヤモンド研削輪を介した研削に必要なマイクロメーターレベルの精度。
• 窒化シリコンセラミック：ガスタービンブレードの高温抵抗、高熱衝撃耐性、加工には超音波補助補正技術を採用するために使用されます。

4。ゴムとエラストマー

• シリコーン：密閉および医療カテーテルに使用される高弾性、アンチエイジング。材料の引き裂きを防ぐために、処理中に低速（<500rpm）が必要です。
• PU（ポリウレタン）：高温による材料の変形を避けるために、車の床マットと工業用クッション成分で使用される耐摩耗性と涙耐性。

技術的なポイント：非金属材料の処理は、材料の特性に従ってプロセスパラメーターを調整する必要があります。たとえば、エンジニアリングプラスチックは、変形を防ぐために切断熱を制御する必要がありますが、複合材料は、階層化を避けるためにツールパスを最適化する必要があります。JSを使用しますマテリアルデータベースシミュレーションツールを処理すると、最適な処理スキームを迅速に一致させることができます。

材料の硬度に基づいて、CNC切削工具と機械加工パラメーターを選択する方法は？

1。材料の硬度と処理特性の分類

物質的な硬度（HRCロックウェルの硬度）によると、3種類の処理オブジェクトがあります。硬度が異なると、ツールの摩耗、切断力、加工精度に異なる影響があります。

硬度範囲（HRC）	典型的な資料	処理の難しさ	JSテクノロジー対応戦略
低硬度（HRC <30）	アルミニウム合金、銅合金、プラスチック。	切断熱と表面酸化の蓄積。	クーラント+高速切断プロセスを最適化します。
中程度の硬度（HRC 30-50）	ステンレス鋼、クエンチ、および和らげられたスチール。	カトラスとワークピースの硬化。	コーティングツール +ステージング。
高硬度（HRC> 50）	硬化した鋼、鋳鉄、硬い合金。	ツールは迅速に摩耗し、切断力は急速に増加します。	CBN切削工具+特殊なフィクスチャ設計。

2。ツール材料と処理パラメーターマッチングテーブル

JS Companyの長期的な慣行の概要に基づいて、旋盤のシナリオと組み合わせて次のソリューションをお勧めします。

硬度グレード	推奨されるツール材料	切削速度（m/min）	飼料レート（mm/r）	切断深さ（mm）	JSテクノロジーのハイライト
低硬度	コーティングされたハード合金（ティアン）	200-400	0.2-0.5	1-3	表面粗さ≤0.8μmの多軸リンケージ制御。
中程度の硬度	細粒の硬い合金（YG8）	80-150	0.1-0.3	0.5-2	精度±0.01mmの熱変形補償技術。
高い硬度	CBN切削工具（窒化キュービックホウ素）	50-120	0.05-0.2	0.1-0.8	特殊な備品は、振動を減らし、サービスの寿命を3回減らすことができます。

3。JSの技術的利点と実用的な検証

ツールのカスタマイズ：

• 最大50％以上の耐摩耗性で、ナノコーティングされた切削工具（ティアーン、DLCなど）を提供します。
• 顧客をサポートして、特別なジオメトリをカスタマイズします切削工具（スパイラルブレード、波状の刃など）。

プロセスパラメーターのインテリジェントな最適化：

• CAMソフトウェアを使用して切断プロセスをシミュレートすることにより、ツール干渉のリスクを自動的に回避します。
• 機械加工旋盤適応飼料制御が採用され、効率が20％向上します。

材料データベースサポート：

• 50以上の材料処理パラメーターライブラリ（金属、プラスチック、コンポジットを含む）があります。
• PEKKやPEIなどの高性能プラスチックなどの業界をリードする資料のリアルタイム更新。

品質保証システム：

• CMM±0.005mmのサイズ許容度を備えた完全な検査。
• 顧客の試行錯誤のコストを削減するために、カットパラメーター検証レポートを提供します。

4。運用上のヒントと警告

• 切断検証：パラメーターが一致していても、200mm x 200mmのカットアウトをテストするために処理する必要があります表面の品質。
• ツールライフモニタリング：ツール摩耗アラーム用の切断力監視システム（JSシステムアラームしきい値調整可能）。
• 環境制御：高硬度材料を処理する過程で、ワークショップの温度（±2）は安定しており、高温の拡大と冷却の正確性に影響を及ぼします。

CNC加工におけるチタン合金材料のツール摩耗問題を解決する方法は？

1。チタン合金ツールの摩耗の主な原因

• 硬度と作業硬化傾向：チタン合金（Ti-6AL-4Vなど）は、切断中に硬化する傾向があり、迅速な摩耗や裂け目のツールの端をもたらします。
• 低熱伝導率：熱は、高温の軟化と化学摩耗を悪化させるツールの接触点に集中します。
• 高い化学的活性：チタン合金は、ツール材料との化学反応を起こしやすく、接着剤（接着現象）をもたらします。

2。ターゲットを絞ったソリューションと実装アプローチ

さまざまな機械加工段階の技術的なポイントを組み合わせて、JSチタン合金の最適化戦略機械加工ツール摩耗は以下に紹介されています：

摩耗の原因	解決	実装方法	効果評価
作業硬化	スーパーハードツール材料を使用してください。	硬度を使用した硬度を備えたダイヤモンドコーティングされた切削工具を使用した場合、窒化キュービックボロン（CBN）を使用しました。	ナイフの寿命は2〜3倍長いです。
低熱伝導率	冷却プロセスの最適化。	高圧マイクロ潤滑 +内部（MQL） + 10MPa以上の冷却剤圧を伴う内部冷却切削工具。	切断温度を-50％下げます。
化学結合摩耗	コーティング技術。	2〜5μmのTialn/Ticn複合コーティングの厚さと摩擦係数<0.3。	表面の粗さは0.8μm以下でナイフ粘度を低下させました。
不合理な切断パラメーター	最適化。	スピンドル速度（200-400rpm）を減らし、飼料速度（0.05-0.15mm/r）を減らし、軸方向の切断深さ（0.5-2mm）を増やします。	切断力の変動を減らし、処理の安定性を改善します。
ツールが不十分な幾何学的設計	刃の形状とチップ除去溝の改善。	スパイラルチップ溝角（30〜45°）は、大きなレーキ角（15〜20°）と負の刃傾向角（-10-15°）を使用して最適化されました。	滑らかなチップ分泌物は、二次切断のリスクを減らします。

3。実用的なアプリケーションケースの比較

JSはツールとプロセスのパラメーターを最適化し、チタン合金の典型的な加工効果は次のとおりです。

インジケータ	最適化前	JSが最適化されました	改善範囲
ツールライフ（ピース数）	50-80ピース	150-200ピース	↑180％-250％
表面粗さ（RA）	1.6-3.2μm	≤0.8μm	↓50％-75％
処理効率（ピース/時間）	10-15ピース	25-30個	↑60％-100％
切断力（n）	2,000-2,500	1,200-1,600	↓30％-40％

4。予防策とメンテナンスの提案

• 定期的にツールの摩耗を検査します。光学プロファイロメーターを使用して、しきい値以上の場合、閾値以上の場合、ブレードブレード半径の変化を監視しました。
• ツールの破損のリスクを避けてください：処理時薄壁の部品飼料速度を低下させるために、レイヤード切断戦略。
• 環境制御：ワークショップの温度は、材料の水分吸収変形を防ぐために、20±2°Cで安定し、湿度は50％以下でなければなりません。

CNC加工に対するさまざまな材料の保管条件の影響は何ですか？

1.湿度コントロール

• 金属（アルミニウム合金やマグネシウム合金など）：湿度が高いと、材料の表面の酸化や腐食、バリの原因、または増加につながる可能性があります。表面の粗さ処理中。たとえば、湿度の高い環境でアルミニウム合金の酸化物層が厚くなる場合、追加の切断深さまたはツールの交換が必要です。
• エンジニアリングプラスチック（例：ナイロン、PC）：水分を吸収した後、材料が拡大し、寸法の安定性が低下し、処理された部分の変形またはサイズの偏差につながる可能性があります。

2.温度変動の効果

• 敏感な材料の熱膨張と収縮（チタン合金やinvar合金など）の収縮：温度の変化は、材料サイズの変化につながり、機械加工の精度に影響を与える可能性があります。たとえば、チタン合金は高温で拡張し、フライス材の溶融中にツールパス偏差をもたらし、工作機械パラメーターの再調整が必要になります。
• プラスチック（例：ABS、ピーク）：高温で柔らかくなり、変形し、低温で脆性を増加させ、処理中に割れたり階層化したりする傾向があります。

3.不十分な包装保護

• 表面の傷と汚染：金属シートがさび耐性紙やプラスチックシートでコーティングされていない場合、輸送中または貯蔵中の傷は表面の滑らかさを減らし、追加の研磨プロセスを必要とします。
• ダスト吸収：炭素繊維複合材料は、処理中にダスト環境にさらされます。不純物は材料の内部に埋め込まれ、構造の強度に影響を与える可能性があります。

4.酸化防止測定のlack

• 簡単に酸化可能な金属（マグネシウム合金や銅合金など）：錆油または窒素保護でコーティングされていない場合、加工中に酸化が激化し、ツール摩耗が30％〜50％増加します。
• 解決策：真空包装または乾燥剤を使用して、環境から水分を吸収し、材料の貯蔵寿命を延長します。

5.模倣とストレージ

• 相互汚染のリスク：硬い材料の混合（例：タングステンカーバイド）柔らかい素材（例：ポリエチレン）は、表面に傷を引き起こし、異なる領域に個別の貯蔵が必要になる場合があります。
• 物理的損傷：過度の杭バーの高さは、重力の曲げを引き起こし、旋盤の機械加工中のクランプ安定性に影響を与える可能性があります。

将来のCNC加工材料の開発動向

1。普及の軽量素材を加速します。

アルミニウム合金とマグネシウム合金：

• 高強度のアルミニウム合金、マグネシウム合金などのコンポーネントを最適化することにより、自動車、航空宇宙、その他のフィールドの従来の鋼を引き続き交換し、30％〜50％の減量を達成します。
• 高速切断やマイクロ潤滑などのCNC加工プロセスの改善により、機械加工効率がさらに向上しました。

炭素繊維強化ポリマー（CFRP）：

• それは金属マトリックスと組み合わせて、強度と重量のバランスをとり、ドローンやレーシングカーなどの地域で広く使用されているサンドイッチ構造（炭素繊維+アルミニウム合金など）を形成します。
• CNCの機械加工は、デコルテージとburrの問題を解決し、の開発を促進する必要があります多軸カップリング特別な切削工具。

2。高性能エンジニアリング材料の需要の急増

• チタン合金と超合金：航空エンジンやガスタービンなどの極端な労働条件で使用されるコア材料。CNCの機械加工は、高い硬度と低熱伝導率のボトルネックを突破し、CBNツールと冷却技術のアップグレードを促進する必要があります。
• セラミックベースの複合材料：半導体機器と原子力発電部品のために、特殊な研削プロセスとスーパーハード切削工具（ダイヤモンドコーティングなど）を開発する必要があります。

3。持続可能で環境に優しい素材の台頭

• リサイクルされた金属材料：リサイクルおよび再利用するアルミニウム、銅、その他の金属削りくずの割合を改善し、CNCネットを通じて原材料の無駄を減らします。
• 生分解性材料：消費者パッケージのPLAとPHAが拡大しています。 CNC加工は、低融点と良好な水分吸収特性に適応する必要があります。

まとめ

CNC加工の分野では、材料の選択とアプリケーションは、製品のパフォーマンスと機械加工効率を決定するための重要な要素でした。従来のアルミニウム合金とチタン合金から新興の炭素繊維複合材料まで、CNC加工により、の物理的特性に適応することにより、精密部分の製造を多様化しました。さまざまな材料。金属材料は、高強度と熱伝導率が原因で産業用途を支配していますが、非金属材料は光と極端な環境シナリオに現れます。

将来、軽量、持続可能な、インテリジェントなCNC加工に対する需要が高まっているため、AI駆動型の材料データベース、多軸カップリングプロセス、およびグリーン製造ナノ測定のブレークスルーを駆動する技術と機器の機器の統合を機械加工と機械加工と機械加工 工場、将来の製造業の境界を形作る。

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JSは業界をリードする会社ですカスタム製造ソリューションに焦点を当てます。私たちは5,000人以上の顧客と20年以上の経験があり、高精度に焦点を当てていますCNC加工、板金製造、3D印刷、射出成形、金属スタンピング、その他のワンストップ製造サービス。

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詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。www.cncprotolabs.com

FAQ

1.プラスチック部品を処理する際に何に注意する必要がありますか？

プラスチックの部品を処理する場合、過熱や変形を避けるために、切断速度と摂食力を減らす必要があります。液体残基によって引き起こされる亀裂や変色を避けるために、冷却には圧縮空気が推奨されます。

2. CNCツールをいつ交換するかを決定するにはどうすればよいですか？

チップの色が暗くなるかどうか、仕上げが粗い場合、ノイズがある場合は確認してください。ツールがひどく摩耗している場合は、チッピングを避けたり、精度を低下させたりするために交換する必要があります。

3.なぜCNC加工の前に材料表面をきれいにする必要があるのですか？

材料の表面から油の汚れまたは不純物を除去して、処理中にツールの精度や損傷に影響を与え、滑らかな仕上げと正確な寸法を確保します。

4. CNCの機械加工アルミニウム部品がナイフに簡単に固執する場合はどうすればよいですか？

コーティングされた切削工具（TINなど）を使用して、飼料速度を高速化して低下させ、高度に潤滑するクーラントを使用して摩擦と熱の蓄積を減らします。

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