このホワイト ペーパーでは、多軸加工がどのようにプロセス イノベーションの総コストを削減するのに役立つのか、この技術がどのようにして難削材を克服するのか、そして最適なグローバルなテクノロジーとエンジニアリングのコラボレーションを実現するJS Precision のような信頼できるビジネス パートナーを確保するために適切なグローバル ビジネス パートナーを選択しながら地理的制約を克服する方法を明らかにします。
<本体>
| 意思決定の次元 |
よくある誤解 |
JS Precision のソリューション |
| コストと複雑さ |
多軸加工のコストが高すぎるため、「単一セットアップ」操作で加工を完了することでプロセス、治具、組み立てに関連するコストを削減できる多軸加工の大きな利点を考慮せずに、プロトタイプのみに適用できることを考慮します。 |
この研究では、DFM に基づいた多軸加工ソリューションの分析を提供し、複雑な部品の場合、複数のプロセスを伴う従来の加工よりも 5 軸加工のコストが低いことを証明しています。 |
| 精度と素材 |
5 軸加工公差などの高度な精度と従来の材料加工との間に相関関係があるため、材料特性の影響は過小評価されています。 |
戦略、ツール、冷却コンセプトのカスタマイズは、アルミニウム合金から高温合金まで、さまざまな多軸 CNC 材料に対して弊社によって行われます。精度要件の充足。 |
| サプライヤーの選択 |
プロセス経験や品質システムなどの他のソフトスキルを考慮せず、装置のブランド名のみの観点から 5 軸 CNC 加工サービスの能力を評価します。 |
JS プレシジョンは、最新の 5 軸 CNC マシニング センターを提供するだけでなく、シミュレーションから国際的なプロジェクト管理に至るまでの総合的なサービスを提供しています。 |
重要なポイント
多軸加工は「コスト オプティマイザー」 として知られています。このプロセスでは、セットアップ プロセスとセットアップ関連のタスクが最小限に抑えられるため、部品の製造中に発生するコストが削減されます。
精度はシステム エンジニアリングから生まれます。 ±0.01 mm の 5 軸加工公差の精度に達するには、工作機械と切削工具、温度、加工戦略、材料特性の最適な統合が必要です。
材料の選択がプロセスの上限を決定します: 難削材の加工や複合材料の加工には、多軸加工へのカスタマイズされたアプローチを使用する必要があります。一般的な値は機能しません。
信頼できるサービス プロバイダーが「ソリューション」に関与しています: プレミアム 5 軸 CNC 加工サービスは、予想されるコスト、品質、時間を念頭に置き、設計の最適化に積極的に関与する必要があります。
中国は現在、精密製造の世界リーダーです。JS Precision に代表される中国の部品サプライヤーはヨーロッパやアメリカのサプライヤーと同等であり、実際にコスト効率が優れています。
JS Precision Experience: 複雑な部品の多軸 CNC 加工
多軸 CNC 加工業界で 15 年以上の経験を持つ JS Precision は、航空宇宙、医療機器、造船、ハイエンド機器の 4 つの主要分野に基づく専門知識を備えています。
当社は、ヨーロッパの衛星会社向けに直径 1.2 メートルの光学マウントを加工し、アメリカの医療企業向けにチタン合金からインプラントを量産しました。また、アジアの海運複合企業向けに 5 トンを超えるプロペラ部品を加工し、 ±0.005mm ～ ±0.02mm の公差で合計 100,000 個を超える複雑な部品を加工しました。
材料加工では、12 種類の難削材と 8 種類の複合材料を切断するための特殊なソリューションが進歩しました。当社のエンジニアリング チームは平均 8 年以上の経験があり、航空宇宙産業の顧客向けに、 チタン合金の複雑な曲面加工のスクラップ率を 18% から 0.5% に削減 することに成功しました。
ASME Y14.5-2018 (幾何公差および寸法ラベル標準) で強調されているように、「精密製造の核心はプロセスと材料の調整された適応です」。これは当社の実際の経験と非常に一致しています。
この実用的なガイドは、何千ものプロジェクトから収集された経験の結果であり、すべての点が実際の例によって裏付けられています。複雑な部品の材料選択と加工ソリューションに悩んでいる場合は、5 軸 CNC 加工の経験を備えたこのガイドが非常に役立ちます。
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多軸 CNC 加工により実際にどのように総支出を削減できるのでしょうか?
実際、多くの企業は、多軸 CNC 加工はコストが高いと誤解していますが、複雑なコンポーネントの場合、「すべての加工を 1 つのセットアップ内で実行できる」という本質的な利点により、 さまざまな面から体系的に総所有コストを削減できます。
5 軸 CNC 加工がコスト最適化技術とみなされている主な要因は、従来の加工の問題である「煩雑なプロセス、累積誤差、低効率」を解決できることであることに留意することが重要です。
累積エラーの除去: 単一のセットアップにより歩留まりが向上し、検査コストが削減されます
従来の 3 軸加工には 4 ～ 8 回のセットアップが必要で、データムを変更するたびに 0.02 ～ 0.05 mm の誤差が生じるため、 最大 10% ～ 20% のスクラップ率 と追加の検査コストがかかります。
多軸 CNC 加工では、データムの誤差なくすべての加工面が 1 回のセットアップに組み込まれるため、位置精度が 30% 以上向上し、スクラップ率が 1% 未満に維持され、検査負担が 80% 軽減されます。
設備とプロセスの減算: 「製造設備」から「直接製造」へ
従来の機械加工では、プロセスごとにカスタマイズされた治具を使用する必要があり、数千ドルの費用がかかり、総サイクル タイムの 30% を占めます。
5 軸 CNC 加工プロセスでは、ユニバーサル ツールの使用または材料の直接配置が採用される場合があります。自動車マニホールドの事例の歴史の中で、ユニバーサル ツール セットにより 6 つの治具セットの使用が不要になり、治具コストが 85% 削減されました。
時間圧縮の相乗効果: 複雑な表面加工の効率における革命
インペラやブレードなどの複雑な表面部品の加工では、従来の 3 軸加工の加工プロセスにはさまざまな位置決め操作が含まれるため、効率が悪くなります。
多軸 CNC 加工における 5 軸の複合機能により、連続加工が可能になります。直径 300 mm の航空機エンジン インペラの加工にわずか 12 時間かかり、加工時間が 45 時間から短縮され、加工効率が 73% 向上しました。
カスタム多軸加工ソリューションを作成する際の重要な手順は何ですか?
多軸 CNC 加工による最適な結果は、キーを回して「加工」するだけではなく、設計から完成まで組織的かつ協力的な取り組みが必要となります。カスタマイズされた多軸加工ソリューションの主な利点は、「リスクを積極的に軽減し、 リソースを割り当てられる」ことであり、エンジニアの場合はすぐに関与することができます。
ステップ 1: DFM と製造可能性の詳細な分析
エンジニアは、3D プリントをチェックし、オーバーハング、干渉、肉厚、フィレット処理などの領域を分析することから始めます。たとえば、変形を防ぐために壁が 1.2 mm から 2.0 mm に薄すぎる場合や、直角コーナーを直角から R3 コーナーに変換する場合などの領域を最適化します。
ステップ 2: プロセス計画と「デジタル ツイン」シミュレーション
Mastercam などの高度に開発された CAM ソフトウェアを使用すると、プロセスの計画、「デジタル ツイン」の作成、工作機械、切削工具、ワークピースの 3D モデルのインポート、ツール パスの計画、衝突検出、加工時間の見積もりが行われます。これにより加工に伴うリスクの 99% が事前に除去されます。
ステップ 3: カスタマイズされた治具とツールの戦略開発
特殊な構造と高精度部品の場合、クランプ機構の剛性を高めるために非標準の治具が使用され、特殊な加工ツールは難削材の加工用にカスタマイズされます。
たとえば、深いキャビティを加工する際のチタン合金加工用のエクステンデッドエッジ エンドミルや、複合材料を加工するためのダイヤモンド コーティングされた加工ツールなどです。
図 2: CNC 機械加工における製造可能性の原則をできるだけ早く適用すると、生産プロセスを簡素化し、コストを削減できます。
多軸加工はどのようにして難削材を克服するのでしょうか?
チタン合金、インコネル合金、高温合金などの一部の難削材は、高強度、高靱性、高温強度を備えているため、ハイエンドの機械加工に好んで使用されますが、機械加工が非常に困難です
多軸加工は、その明確なプロセス上の利点により、主要なテクノロジーの 1 つとして認識されています。ここでも、材料に基づいたプロセス戦略を開発することが非常に重要です。
一定の最適な切削角度: 切削工具の寿命を延ばすソリューション
5 軸リンケージ技術により、ワークピースと工具の位置決めの動的補正が可能になり、サイドエッジは 15° ～ 30° の最適な切削角度で固定され、集中的な摩耗を回避します。チタン合金の切削プロセスにおける工具寿命も 30 分から 120 分に向上しました。
切りくず排出と放熱対策：切りくず損傷防止、変形防止
多軸 CNC 機械の柔軟性を利用してワークピースの位置を変更し、最適な切りくず除去経路を計画し、300 bar でプレスする内部冷却システムを組み合わせることで、ワークピースの変形や焼けを防ぐために切削温度を 200 ℃ 以下に維持します。
低速、高送り、トロコイド ミーリング: 高硬度材料の加工戦略
HRC55 以上の焼き入れ鋼や超硬合金の場合は低速高送り切削で切削抵抗を低減し、トロコイドミーリングにより熱負荷を均一に除去して安定した切削を実現します。
<本体>
| マテリアルの種類 |
切断速度 (m/分) |
送り速度 (mm/刃) |
カット戦略 |
| チタン合金 Ti-6Al-4V |
60～80 |
0.1～0.15 |
一定の切断角度 + 高圧内部冷却 |
| インコネル 718 |
30～50 |
0.08～0.12 |
サイクロイド加工+低速大送り |
| 焼き入れ鋼 HRC60 |
80～100 |
0.2～0.3 |
低速大送り+ドライ切削 |
<ブロック引用>
機械加工が難しい材料をお持ちですか? JS Precision にお客様の材料と部品の詳細をお知らせいただければ、難しい材料を効果的かつ確実に加工できるよう、推奨される切削工具のガイドとともにカスタマイズされた多軸加工プロセスを提案します。
複合材料は多軸 CNC 材料の状況をどのように再構築していますか?
高精度製造における軽量高強度材料への需要の高まりにより、炭素繊維強化ポリマーとガラス繊維強化ポリマーが多軸 CNC 材料の主要な構成要素として浮上しています。
これらの材料は、従来の金属と比較して、明確な異方性挙動を持っています。したがって、独自の加工条件が必要です。多軸加工は、その適応性の点で、ここでは最良の選択肢と考えられます。
課題: 異方性と層間剥離のリスク
高い異方性と低い剥離強度のため、複合材料の加工は適切に設計する必要があります。つまり、繊維配向でのフライス加工、中心より前のエッジの加工、歯あたり 0.05 ～ 0.1 mm の適切な送り、剥離を 1% 以下に維持することです。これは、 の層間損傷制御の要件と非常に一致しています。 href="https://store.astm.org/d3518_d3518m-18r25.html">ASTM D3518。
専用ツールと「バリのない」加工プロセス
ダイヤモンド コーティングされた工具、圧縮スパイラル エンドミル、多結晶ダイヤモンド (PCD) 工具と超音波振動支援加工技術を使用することで、複合材料の「バリのない」切断が実現します。
統合加工: 「ワンストップ」サービス - 材料から完成品まで
複合材料の輪郭フライス加工、穴あけ、面取り、バッキング操作を 1 つのセットアップで実行します。カーボンファイバー翼桁に関する航空宇宙研究では、すべての操作を 1 回のセットアップで実行し、寸法精度 ± 0.02 mm を達成し、加工サイクルを 40% 短縮しました。
図 3: 複合材料の独特の構造特性と優れた費用対効果により、複合材料は多くの業界で非常に価値のある材料となっています。
±0.01mm 以内の 5 軸加工公差を一貫して達成するにはどうすればよいですか?
±0.01mm の 5 軸加工公差は、エリートレベルの製造の基本的な前提条件です。これは単に高度で高精度な工作機械の機能ではなく、環境、設備、プロセス、 ツールなどの多数の変数を統合的に管理する機能です。 JS Precision は、ミクロンレベルの公差を実現するプロセスを開発しました。
環境と熱安定性: 精度の重要な出発点
20±0.5℃の恒温作業場があり、 工作機械は加工前に30 分間の予熱を採用しています。機械内測定および補正テクノロジーは、熱膨張の影響を補正するために長期的なタスクに採用されており、5 軸加工公差の基本的な保証を提供します。
ツーリングおよびクランプ システムの詳細な管理
振れ誤差が 0.002 mm 以下の高精度油圧式および焼きばめツール ホルダを採用し、 材料に応じて対応するツールを選択します。小型部品には真空チャックを採用して変形を防ぎ、大型部品には多点位置決めを採用して高いクランプ剛性を維持します。
プロセス戦略: 荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工の技術
材料の応力を軽減するために、操作は 3 つの段階で実行されます:
荒加工では余分な材料を除去するために深い切り込みと低い送りが必要で、中仕上げでは 2 ～ 3 mm の切り代を残し、中仕上げでは加工硬化層の除去に役立ち、 仕上げではわずか 0.1 ～ 0.2 mm の切り代を残します。仕上げでは、軽い切込みと重い送りで優れた表面仕上げと寸法精度が得られます。
5 軸 CNC 旋盤は海洋用の巨大プロペラの加工にどのように取り組んでいますか?
直径が数メートルから数十メートルのサイズ、数十トンもの重量があり、複雑な曲面を持つ巨大な船舶用プロペラは、5 軸 CNC 旋盤の応用において究極の試練となります。
JS Precision の超大型 5 軸 CNC 旋盤 (ターニング＆フライス複合センター) は、超大型ワークピースのハンドリングや重切削の能力によりこの課題を克服することに成功しています。 5 軸リンケージの精密フライス加工として。
巨大なワークピースをクランプしてバランスをとる技術
最大可能クランプ直径 5 メートルの専用チャックと心押し台サポート システムは、加工プロセス中のワークピースの移動を防ぐために作られています。ワークの動的バランス試験を実施し、G2.5 グレードの精度で遠心力誤差をキャンセルするバランスウェイトを採用しています。
重切削と精密成形の課題
荒加工では銅合金から大量の材料を除去する必要があり、最大トルクは 1500 N·m です。
精密加工では、曲面の荒加工、応力除去を行った後、変形の問題を排除するための中仕上げ加工、 仕上げ加工を行った後、「分割加工」 の手法を採用し、±0.02 mm の精度で面加工を行います
。
機内測定と補正: 超大型サイズの精度を確保
ブレードのプロファイル、厚さ、ピッチを測定するために、統合された高精度プローブ システムが加工中にリアルタイムで適用されます。不正確な寸法はツールのパス内で自動修正され、直径数メートルのプロペラとブレード プロファイルが公差限度 ±0.03 mm の寸法を満たすようになります。
<ブロック引用>
加工用に大きすぎて複雑な部品はありませんか? JS Precision に電話して、加工する部品のサイズ、重量、精度要件に関する情報を共有してください。非常に大きな部品の製造によってもたらされる課題を克服するために、5 軸 CNC 旋盤の加工機能を含む特殊なソリューションを設計します。
図 4: 船舶用プロペラの 5 軸 NC 加工
ケーススタディ: 多軸 CNC 加工により、衛星用光学ブラケットの重量を 60% 削減し、コストを 55% 節約できますか?
背景と課題:
高解像度の光学衛星メーカーの支持構造は、アルミニウム合金 6061 を使用した 28 個のコンポーネントと 320 個の留め具で構成されることが意図されていました。この構造の問題には、累積公差が ±0.1 mm を超えること、組み立て時間が 40 時間かかること、重量が予想される 8 kg をはるかに上回る 12 kg であることが挙げられます。
JS プレシジョン ソリューション:
- 設計の再構築: エンジニアは設計の初期段階でトポロジーの最適化、格子構造を活用し、28 個のコンポーネントすべてを 7075-T7351 航空宇宙用アルミニウムで作られた単一の軽量構造に統合し、12 個の内部共形流路と 8 個の不規則な表面を特徴としました。
- プロセスの革新: 大型の5 軸 CNC マシニング センターを採用し、強力な内部冷却システムを備え、変形を避けるために一定の切断角度で 25 kg のアルミニウムのビレットからすべての加工操作を 1 つのセットアップで実行します。
- 精度保証: 加工は 20±0.5℃ の固定温度で実行され、 機械内で行われる測定により6 時間ごとに補正されます。重要な取り付け面は ±0.008 mm の平坦さで、位置精度は ±0.015 mm です。
結果:
コンポーネントの数は 28 個から 1 個に最小限に抑えられ、重量は 4.8kg (60% 削減) に大幅に削減され、全体の製造コストは 55% 削減され (アイテムあたり 2,800 ドルから 1,260 ドルに削減)、納期は 65% 短縮され、剛性と耐熱性は 40% 強化され、宇宙用途の要件を満たしました。
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複雑な部品の重量とコストを削減したいと考えていますか?クリックして JS Precision の業界事例を詳しくご覧いただくか、部品要件をお知らせください。多軸加工の最適化ソリューションについて協力させていただきます。
JS Precision が高度な 5 軸 CNC マシニング センター プロジェクトの信頼できるパートナーである理由
高性能多軸 CNC 加工に関しては、代理店の選択は機器の選択だけでなく、ソリューションと品質レベルの選択でもあります。JS プレシジョンは、その技術的優位性、専門スタッフ、デジタル サービスを通じて、5 軸 CNC 加工サービスの信頼できるサプライヤーの 1 つとなっています。
技術エコシステム: 単なるハイエンド工作機械のクラスターではありません
当社は、ドイツと日本のトップクラスの 5 軸 CNC マシニング センターを 20 台輸入し、大型 5 軸 CNC 旋盤を 8 台保有しています。これにより、 加工からその後の作業までワンストップでサービスを提供することが可能となります。当社には三次元測定機やレーザー干渉計などの装置もあります。
人材エンジン: エンジニア主導の製造文化
当社には平均 8 年以上の経験を持つ上級プロセス エンジニアとプログラマーが 45 名おり、そのうち 12 名が Mastercam 上級認定を取得しています。これらの担当者は、プロジェクトの初期段階から設計の議論に参加し、非切削材料の加工や表面ツール パスに関連する問題の解決に貢献します。
デジタル コミットメント: 透明性、協力的、予測可能なプロジェクトの実施
そこで、当社は、顧客が個人のログイン詳細を通じてプロセス分析、見積もり、スケジュール設定、処理、検査レポートのステータスにアクセスできるデジタル プロジェクト管理プラットフォームを開発しました。重要なタイミングで通知を通じて顧客に通知されます。このアプローチにより、顧客の再購入率は 85% に達しました
。
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DFM 分析の無料サービス ホットラインにアクセスするには、今すぐ電話でお問い合わせください。プロトタイピング、小ロット注文、または大量生産が必要な場合でも、当社の 5 軸 CNC マシニング センターは、効果的な 5 軸 CNC マシニング サービスを提供することに専念しています。
よくある質問
Q1: 5 軸加工は常に 3 軸加工よりも高価ですか?
必ずしもそうとは限りません。 複雑なコンポーネントの場合、単一の 5 軸加工は、複数のセットアップと工具交換の時間を節約し、歩留まりが大幅に向上するため、3 軸加工よりもコストが低くなる可能性があります。コストの点で言えば、それはさらに有益です。
Q2: 部品の同心度はどのくらいですか? 多軸加工はそれを満たすことができますか?私の部品にはコンセントが必要です
はい。 これは、 1 つのセットアップで多軸加工が提供するまさに中心的な利点です。同心度が必要なすべての穴の加工を 1 回のセットアップで行うことで、データム変換による誤差を最小限に抑え、+0.02 mm の同心度仕様を保証できます。
Q3: 指定された公差 ±0.01mm を満たしていることを確認するにはどうすればよいですか?
機械の校正およびプロセス能力調査 (Cpk) 情報に関するレポートを提供できる場合があります。さらに、当社は CMM を使用した最初の部品の全次元検査と包括的なレポートを提供し、当社の機械加工能力を実際のデータで示すことができます。
Q4: STP ファイルを提供してから予備的な計画と見積もりを受け取るまでにどれくらい時間がかかりますか?
クエリに通常の複雑さが伴う場合は、通常、24 ～ 48 時間以内に、分析、資料の提案、処理時間、明確な見積もりを含む提案されたスキームを提供します。複雑な部品の場合は、処理にかかる時間を事前にお知らせします。
Q5: 大きな部品全体で精度の一貫性を確保するにはどうすればよいですか?
高剛性工作機械では、恒温実験室の環境制御に依存し、セグメント加工には機内測定システムが使用されます。 これにより、移動距離が長い場合の加工プロセスでの誤差の蓄積がうまく補正されます。
Q6: 大型精密部品を中国から輸送する際、振動や錆びを防ぐにはどうすればよいですか?
ワークピースを保持するために、カスタマイズされたフォームライニングまたは真空成形トレイが使用され、その後、精密な表面が存在する場所に保護フィルムが貼り付けられ、最終的に木材で箱詰めされる前に VCI 防錆パッケージが採用されます。商品を完璧にお届けできるよう、最初から最後まで配送保険が適用されます。
Q7: プロトタイピングから小ロット生産、量産までのすべての段階をサポートしますか?
当社には、柔軟な製造ユニット用のプロトタイピング ラインとパイロット ライン、および大規模な製造ユニット用の量産ラインがあります。したがって、当社では、さまざまな段階でより優れたサービスを提供できるよう、さまざまな段階にわたって一貫した技術プロセスと品質プロセスを備えたプロトタイピングおよび量産サービスを提供する準備ができています。
Q8: 非常に複雑な部品の実現可能性の事前評価に携わっていますか?
当社では無料の DFM 分析サービスを提供しています。 注文する前に、部品の図面と技術要件を自由に送信して、製造可能性とリスク、最適化方法に関する分析と意見を提供します。
結論
材料の選択と多軸 CNC 加工の理想的な組み合わせは、複雑で経済的な部品の製造によってもたらされる問題の解決策です。
テクノロジーとテクノロジー パートナーの選択は、処理テクノロジーの選択だけでなく、最終製品の実現という点で、改善され、より信頼性が高く、競争力のあるコスト プロセスを選択することでもあります。
複雑な設計について可能な限り最高の洞察を得る時期が来ました。
今すぐ、JS Precision の Web サイトにアクセスして、部品の図面をアップロードしてください。お客様のプロジェクトに競争力のある価格を提供することに加えて、当社の多軸加工ソリューションを実現する方法について当社の専門家チームが注意深くまとめた「設計とプロセスの最適化ホワイトペーパー」も提供されます。 コストを削減し、 効率を向上させます。一緒に難しい青写真を素晴らしい現実にしましょう。
免責事項
このページの内容は情報提供のみを目的としています。JS Precision Services では、情報の正確性、完全性、有効性について、明示的か黙示的かを問わず、いかなる表明や保証もありません。サードパーティのサプライヤーまたはメーカーが、JS Precision Network を通じて性能パラメータ、幾何公差、特定の設計特性、材料の品質およびタイプまたは仕上がりを提供すると推測すべきではありません。それは購入者の責任です。部品の見積もりが必要これらのセクションの具体的な要件を特定します。詳細については、お問い合わせください。
JS Precision チーム
JS Precision は業界をリードする企業で、カスタム製造ソリューションに注力しています。当社は 5,000 を超える顧客と 20 年以上の経験があり、高精度CNC 加工、板金製造、3D プリント、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
。
当社の工場には、ISO 9001:2015 認証を取得した最先端の 5 軸マシニング センターが 100 台以上備えられています。当社は、世界 150 か国以上のお客様に、迅速、効率的、高品質の製造ソリューションを提供しています。少量生産でも大規模なカスタマイズでも、24時間以内の最速納期でお客様のニーズにお応えします。 JS Precision を選択してください。これは、選択の効率、品質、プロフェッショナリズムを意味します。
詳細については、当社の Web サイトをご覧ください:www.cncprotolabs.com
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CNC 加工、3D プリント、ウレタン鋳造、ラピッドツーリング、射出成形、金属鋳造、板金、押し出し加工を専門としています。
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