製品開発において、品質管理とスピードの両立は難しいものです。アルミニウム部品を扱うなら、CNC機械加工はお探しのソリューションかもしれません。

CNC機械加工アルミニウム部品は、極めて精密に切削するコンピューター制御の機械によって成形されたアルミニウム合金から作られた部品です。

アルミニウムは軽量で耐食性に優れ、加工が容易である。そのため、高性能部品に最適です。CNC加工により、これらの部品は厳しい公差や複雑な形状を満たすことができます。

経験豊富なエンジニアでさえ、非技術系の顧客にこのことを明確に説明するのに苦労することがある。簡単に説明しよう。

CNC機械加工アルミニウム部品は、CNC（コンピュータ数値制御）機械を使って、アルミニウムの原材料を切断し、正確な最終形状に成形することによって作られるアルミニウム部品です。

CNCマシニングでは、6061や7075といったアルミニウムの固まりを、さまざまな工具を使って必要な形状になるまで削っていきます。これをサブトラクティブ・マニュファクチャリングと呼びます。すべての工程は、デジタルCADモデルによって進められる。これらのファイルはGコードに変換され、CNCマシンがこれを読み込んでツールパス、速度、送りを制御します。

お客様の3Dモデルを確認することから始めることが多いですね。そこから複雑さに応じて、3軸、4軸、5軸のどの機械を使うかを決めます。アルミニウムは、強度と加工性のバランスが取れているため、最も一般的に加工される金属のひとつです。

ここでは、当社が使用している一般的なアルミニウムの等級を比較しています：

私たちはこれらの合金を在庫しており、より優れた強度、耐食性、コスト効率など、お客様の優先順位に基づいて選択しています。

アルミニウムのCNC加工はどのように行われるのですか？

図面に合わないサンプルを何週間も待った経験のある方なら、その辛さはお分かりでしょう。CNC加工はそれを変えます。

アルミニウムCNC加工は、デジタル設計を使用して切削工具をガイドし、アルミニウムブロックを高精度と再現性で正確な形状に成形します。

このプロセスは、3D CADモデルがCAMコード（Gコードのようなもの）に変換されるところから始まる。このコードが切削工具の動きを制御します。部品の複雑さに応じて、異なる軸を持つ機械を選択します：

CNCマシンの種類

その後、エンドミル、ドリル、ボールミルなどの工具を使って、機械が材料を一層ずつ削り取ります。工具の回転数からクーラントの種類まで、すべてを制御してアルミニウムを冷やし、反りを防ぎます。

当社のオペレーターは、すべての加工を注意深く監視しています。経験を積めば、ビビリ跡や工具の摩耗を避けるために、送りを調整したり、切削角度を変えたりするタイミングがわかるようになります。そうすることで、各パーツの一貫性が保たれるのです。

どのような公差を達成できるか？

多くのお客様から、"±0.01mmを保持できますか？"と尋ねられます。その答えは多くの場合、部品のサイズと形状に依存します。

CNCマシニングは、アルミニウムの公差を通常±0.01mm、高精度のセットアップではさらに厳しくすることができます。

公差とは、設計から許容されるばらつきのことです。アルミニウム加工では、機械の剛性、材料の応力、工具の切れ味、温度などの影響を受けます。

私たちは通常、公差を3つのカテゴリーに分類している：

一般的な許容範囲

ブラケットやハウジングのようなほとんどの機能部品では、±0.05mmで十分です。しかし、ロボットアームや光学マウントを扱う場合は、さらに厳しくなります。私たちはCMM（三次元測定機）を使用して、重要な寸法をすべて検査し、必要に応じて完全な検査報告書を提供します。

この一貫性を実現するために、私たちは材料のバッチ、工具の摩耗、機械の温度、さらには工場内の振動までも管理している。

どのような表面仕上げが可能ですか？

多くの人は、アルミニウムは生の金属の塊にしか見えないと思っている。しかし、CNC部品は、ポリッシュ、マット、あるいは光沢のある黒に見えることもあります。

アルミニウムCNC部品は、陽極酸化、ビーズブラスト、ブラッシング、研磨、粉体塗装、クロメート化成処理などの仕上げが可能です。

仕上げは見た目だけではありません。部品の保護や機能性の向上にも役立ちます。例えば、アルマイト処理は耐食性を向上させ、色のカスタマイズを可能にします。

一般的な表面仕上げをご紹介します：

表面仕上げオプション

通常、ほとんどの機能部品にはアルマイト処理をお勧めします。黒、銀、赤、青、金などの色があります。お客様のプロジェクトが屋外で使用される場合は、コーティングの厚さや塩水噴霧耐性についてご案内いたします。

どのような産業でCNCアルミニウム部品が使用されていますか？

お客様の中には、CNCアルミが自分たちの市場に合うかどうか心配される方もいらっしゃいます。実際には、おそらくすでに適合しています。

CNCアルミニウム部品は、多くの産業、特にエレクトロニクス、航空宇宙、自動車、医療、産業オートメーション分野で使用されています。

各業界の使い方を紹介しよう：

産業と用途

私たち自身の経験から言うと、ドイツのあるロボット工学のクライアントは、センサー取り付けプレートの±0.01mmの平坦度を必要としていました。また、米国のある新興企業は、ウェアラブル電子機器用の特注色サンドブラスト仕上げのケースを必要としていました。どちらも、CNCアルミニウムが厳しい仕様の少量生産から中量生産に最適な選択肢であることを発見しました。

同じ業界であってもニーズは異なります。そのため私たちは、合金の選択から最終仕上げに至るまで、お客様の目標や市場での位置づけに基づき、プロセスをカスタマイズしています。

結論

CNC機械加工は、アルミニウムを厳しい公差と多彩な仕上げを持つ高性能のカスタム部品に変えます。品質と柔軟性を必要とする産業にとって、CNC加工は最適な選択です。