術の発展により、製造業には驚くべき変化が起こりました。たとえば、コンピュータ数値制御 (CNC) 加工は精密製造を根本的に変えました。CNC 加工は、航空宇宙、自動車、医療、電子機器など、さまざまな業界の高精度部品の製造に不可欠です。
コンピュータ数値制御 (CNC) 加工とは正確には何ですか?
CNC 加工のような減算型製造技術では、製造プロセス全体を通じて材料を追加するのではなく、材料を除去します。CNC 加工では、材料のブロック (ブランクと呼ばれる) と高速で移動するカッターを使用して余分な材料を素早く削り取り、最終製品を作ります。
これは、3D プリンターを使用して材料の層を追加することで 3 次元オブジェクトを製造する付加製造とは対照的です。
CNC 加工も、CNC 機械がコンピュータ コードを使用して制御される金属製造の一形態です。
CNC はどのように機能しますか?
先ほど説明したように、CNC マシンは、産業機械の動きを監視、自動化、制御するデジタル コンピュータによって操作されます。大規模な工場では、通常、コンピュータは機械に組み込まれていますが、アマチュアの場合は外部に接続されています。
このコードが制御できる特定の動作はマシンによって異なります。今日使用されている最も一般的な CNC マシンの内部を覗いてみましょう。
さまざまなCNCマシン
コンピュータ数値制御フライス盤
CNC フライス加工は、高精度と厳しい許容誤差のため、CNC 加工の一般的な形式です。CNC マシンには、ドリルおよび切断装置があらかじめインストールされています。材料がマシン内に挿入されると、コンピューターがドリルおよび切断ツールに指示を出して、必要な操作を実行します。
コンピュータ数値制御旋盤
切削工具を動かして材料を除去する CNC フライス加工とは対照的に、CNC 旋削加工では材料を回転させて除去します。CNC 旋盤機の中央には、材料を回転させて所定の位置に移動させるために使用される旋盤があります。これは、当社の信頼できる仲間の 1 人が得意とするもう 1 つの専門分野です。
コンピュータ数値制御プラズマ切断機
CNC プラズマ切断機は、CNC フライス盤と同様に、さまざまな材料を切断するために使用されます。プラズマ切断機のプラズマトーチは最高 50,000 度の温度に達し、金属などの強力な材料を切断できるため、フライス盤とは異なります。
コンピュータ数値制御レーザー切断機
レーザー切断 CNC マシンはプラズマ切断 CNC マシンと間違えないでください。どちらも強度の高い材料を切断するように設計されていますが、レーザー切断 CNC マシンはプラズマ炎ではなくレーザー ビームを使用します。これらのレーザーは、パワーは劣るものの、プラズマ トーチよりも切断精度が高い場合があります。
コンピュータ数値制御放電加工機
CNC 放電加工 スパーク CNC マシンは、電気火花を使用して材料を成形するコンピュータ数値制御マシン (CNC マシン) のサブセットです。一部の形状を変更するには、上部電極と下部電極の間に材料を挿入し、コンピューターがそれらの間の放電量を制御します。
CNC加工の機器とコンポーネント
機械加工プロセスの多様性は氷山の一角にすぎません。たとえば、CNC 機械加工では、さまざまなソフトウェア プログラム、機器、工作機械を使用して、目的の形状やデザインを作成します。
CNC加工用ソフトウェアのカテゴリ
CNC 加工は、専用ソフトウェアで開発された部品や製品の最適かつ精密なバージョンを生産するために使用されます。使用されるプログラムの一部は次のとおりです。
- カム
- 電子情報技術
- CAD
CAM は「COMPUTER-AIDED MANUFACTURING (コンピュータ支援製造)」の略です。
ソフトウェアとは、CAD モデルから技術データを抽出し、CNC マシンを駆動し、ツールを操作して独自のアイテムを製造するプログラムを指します。CNC マシンは CAM ソフトウェアの助けを借りて自律的に動作することができ、最終出力の品質管理チェックも実行できます。
CAE は「COMPUTER AIDED ENGINEERING」の略です。
ソフトウェアとは、エンジニアがプロジェクトの計画、実行、デバッグに使用するコンピュータ プログラムを指します。設計、計画、シミュレーション、診断、製造、修理は、CAE ソフトウェアを補助ツールとして使用することでメリットを得られるエンジニアリング分析アプリケーションのほんの一部です。FEA、CFD、MDB CAE ソフトウェアが提供されています。
一部のプログラムでは、CAM、CAE、CAD の機能が 1 つのパッケージに統合されています。この統合プログラムは、CAM/CAE/CAD ソフトウェアとも呼ばれ、たとえば、設計から分析、製造までの製造プロセス全体を 1 つのプログラムで管理できるようになりました。
CAD は「COMPUTER-AIDED DESIGN」の略です。
ソフトウェアは、2 次元または 3 次元の部品やアセンブリの技術図面、モデル、レンダリング、および付随する技術文書や仕様を設計および作成するために使用されるコンピューター プログラムです。通常、CAM プログラムは、CAD プログラムで生成された設計とモデルを取得し、それらを使用して、CNC 加工によってアイテムを製造するために必要な機械プログラムを開発します。CAD ソフトウェアを使用すると、製品の仮想プロトタイプを作成したり、物理モデルなしで製品の機能をテストしたり、個々のコンポーネントの設計を分析および検証したり、工場やショップと設計データを共有したりできます。
CNC マシンの利点は何ですか?
精度の向上と高精度
CNC 加工の精度は、手動の方法に比べて大きな利点です。熟練した作業員による継続的な監督なしに精密部品を製造できます。
CNC フライス加工では、コンピューターが生成した正確なプログラミングに従うことで、部品製造における人為的ミスの可能性を排除します。ただし、CNC マシンのオペレーターは依然として製造に関して一定の発言権を持っています。
オペレーターは、CNC フライス加工の精度に大きく影響します。オペレーターは作業環境を調整し、切削工具を調整します。また、工具が摩耗しすぎて原材料に触れたときに満足のいく結果が得られないかどうかも判断できなければなりません。ただし、全体的な人為的エラーの可能性は減少します。
複雑な部品は、0.004 mm という微細な許容差で製造できます。これは、かなり簡単なプロセスです。ただし、すべてのコンピュータ数値制御マシンが同じというわけではありません。たとえば、高精度のアイテムは、どの CNC マシンでも製造できるわけではありません。
精密 CNC 加工は、航空宇宙産業や防衛産業において非常に重要です。仕様通りに正確な部品を製造する能力は、人々の命を救う可能性を秘めています。
持久力
訓練を受けた人員の確保は、手動の機械加工工程を存続させる上で非常に重要です。従業員が昼休みを取ったり、退社したりするたびに、生産は停止します。
しかし、CNC マシンの大きな利点は、時間帯や年を問わず、ノンストップで稼働できることです。プロジェクトの仕様に応じて、オペレーターはマシンのコンピューターをプログラムして、適切な部品を無制限に生産することができます。
有資格の労働者やエンジニアの必要性が減るため、CNC は従来の機械加工方法よりもコスト効率が高くなります。これにより、機械工場は生産量を拡大できます。
さらに、CNC マシンは製品の迅速な反復を可能にします。必要に応じて、オペレーターはマシンの設定を調整して、少量の注文に対応します。その後、CNC (コンピュータ数値制御) プログラムを更新して、次の製造バッチに合わせることができます。CNC マシンショップは汎用性が高いため、単一のプロトタイプから同一部品の大量生産まで、さまざまな要件を満たすことができます。
メンテナンスの必要性が低いため、CNC マシンの耐久性がさらに高まります。IoT センサーを使用すると、CNC マシンはすぐに個々のコンポーネントの摩耗を監視できるようになります。摩耗が検知されると、センサーがユーザーに警告します。これにより、オペレーターは機器が故障するまで待ってから是正措置を講じる必要がなくなります。
IoTのおかげで、CNCマシンはロボットなどの他のデバイスと通信できるようになりました。その結果、完成品は人間の介入なしに取り出され、梱包される可能性があります。
スケーラビリティと高い生産性
オペレーターが必要な設計仕様を機械のプログラミングに入力すると、生産プロセスを開始できます。製造が開始されると、CNC マシンが完成部品を生産するまでにはほとんど時間がかかりません。
最新の CNC マシンは、多くの部品を製造でき、拡張性も非常に高いです。従来の装置や手動の製造手順とは異なり、CNC マシンは、1 つのユニットまたは多数の同一ユニットを製造するようにプログラムできるという点で独特です。その結果、企業は資金やリソースが不足することを心配することなく、必要な数の部品を製造できます。
スピード
生産時間の短縮は、CNC 加工の多くの利点の 1 つにすぎません。コンピュータ数値制御 (CNC) 装置を使用すると、最高速度で生産性を大幅に向上できます。CNC マシンは毎日一日中疲れません。食事のために止まることなく 1 日中稼働できます。休暇や休暇の計画は必要ありません。CNC マシンがあれば、犠牲を払う必要はありません。
これらの利点と、CNC 加工とフライス加工による高精度の維持と材料資源の無駄の最小化の能力により、CNC 加工とフライス加工は、低コストで効率的、迅速、かつスケーラブルな生産を保証する最良の方法の 1 つとなっています。
従来のフライス加工技術を使用する場合、オペレーターは機械を物理的に制御し、必要に応じて切削工具を交換する必要があります。その結果、プロセスは非常に面倒で非効率的になる可能性があります。
強化された能力
標準の CNC マシンには、最大 30 個のツールを保持できるカルーセルが搭載されています。このセットアップにより、フライス加工および機械加工中にツールを自動的に交換できます。
高度な設計ソフトウェアを使用した CNC フライス盤で複雑な形状をフライス加工できます。
生産性に関しては、CNC マシンは最も経験豊富なエンジニアよりもはるかに優れています。適切なソフトウェアを使用すれば、CNC マシンを使用して、希望するあらゆる形状、質感、またはサイズを製造できます。
最も複雑な部品を製作可能
CNC 加工により、想像できるほぼすべての部品の製造が可能になります。これらの機械で実行できる加工および CNC フライス加工プロセスには、せん断、穴あけ、火炎切断、金属シートの溶着などがあります。
CNC マシンは、その高い精度により、非常に複雑な形状を生成できます。
多種多様な素材
複合材料、彫刻用フォーム、金属、フェノール材料、プラスチック、硬質フォームは、CNC マシンでうまく切断できる多くの材料のほんの一部です。
CNC フライス加工用の材料を選択する際には、設計許容差、硬度、固定、耐熱性、耐応力性などの考慮事項が重要です。
手作業への依存度が減り、人為的ミスの可能性も減ります。
CNC 旋盤とフライス盤は、コンピューター制御の高精度旋盤です。人間の介入が不要なため、人間が原因となるミスが排除されます。
CNC マシンは複雑なソフトウェア アルゴリズムによって制御され、複雑なデザインの完璧なバージョンを生成できます。
デザインの保持と均一な製品
生産サイクルが何回繰り返されても、入力は変更されません。同様に、意図的に変更しない限り、出力は一貫しています。
プロトタイプデジタルシミュレーション
CNC フライス加工と旋削は、仮想プロトタイプの作成に役立ちます。メーカーは、ソフトウェアを定期的に使用する前にその機能を検証できます。
経費を削減
CNC マシンは初期費用が高額になる場合がありますが、最終的には長期的に企業のコストを節約できます。CNC 加工は、出力率が高く、エラー率が低く、製造コストが安いため、コスト効率に優れています。もう 1 つのコスト削減は、トレーニングの必要性が減ることです。CNC マシンの操作方法の学習もデジタルで実行できるため、トレーニング教材にかかる費用と時間を節約できます。これらのメリットにより、CNC 加工は非常に望ましいものとなっています。
より高いセキュリティ
オペレーターが CNC マシンに関与するのは、プログラミングとメンテナンスのプロセス中のみです。それ以外は、完全に自動化された手順です。さらに、作業者は操作中にブレードに近づかないので、怪我をする可能性が低くなります。
CNC マシンが製造業に導入されて以来、作業員の健康と安全に関連する事故は減少しています。コンピュータ数値制御マシン (CNC) はコードレス ドリルほど使いやすくはないかもしれませんが、少しのトレーニングと練習で誰でも使いこなすことができます。
簡単なメンテナンス
CNC フライス盤技術のメンテナンス要件の低さは、メリットの絶大な部分を占めています。メンテナンスは主に、軽い清掃と、指定された間隔での切削工具の定期的な交換で構成されます。その結果、CNC マシンはメンテナンスの面でほとんど必要なく、多くの場合、高額な専門家の支援なしでもメンテナンスできます。
CNC 業界は完全なモビリティを経験することになるでしょう。
インターネットが広く普及したのと同じように、完全にポータブルな CNC マシンもすぐに現実のものとなるでしょう。
デスクトップ CNC マシンは、家庭で金属、プラスチック、木材の切断に使用できます。さらに、CNC マシンを使用すると、工場ではより困難なプロジェクトのプロセスを完全に自動化できます。
結論
CNC 加工は金属製造の一形態で、CNC 機械はコンピュータ コードを使用して制御されます。製造プロセス全体を通じて材料を追加するのではなく削除し、材料のブロック (ブランクと呼ばれる) と高速で移動するカッターを使用して余分な材料をすばやく削り取ります。CNC マシンは、産業機械の動きを監視、自動化、および制御するデジタル コンピュータによって操作されます。さまざまな CNC マシンには、CNC フライス加工機、CNC 旋盤、CNC プラズマ切断機、レーザー切断機などがあります。CNC マシンは、航空宇宙、自動車、医療、電子機器などの業界向けの高精度部品の製造に使用されます。
CNC マシンは、電気火花を使用して材料を成形するコンピュータ数値制御マシン (CNC マシン) のサブセットです。さまざまなソフトウェア プログラム、機器、および工作機械を使用して、目的の形状やデザインを作成します。CNC 加工のソフトウェア カテゴリには、CAM、CAE、および CAD があります。CAM ソフトウェアは、CAD モデルから技術データを抽出し、CNC マシンを駆動し、ツールを操作して独自のアイテムを製造します。CAE ソフトウェアは、プロジェクトの計画、実行、およびデバッグに使用されます。
CAD ソフトウェアは、製品の仮想プロトタイプの作成、機能のテスト、個々のコンポーネントの設計の分析と検証、工場やショップとの設計データの共有に使用されます。CNC 加工は、その精密さと高精度により、手動の方法に比べて大きな利点があります。コンピューターで生成された正確なプログラミングに従うことで、部品製造における人為的ミスの可能性を排除しますが、オペレーターは依然として生産にいくらかの発言権を持ちます。CNC マシンは、時間帯や年を問わずノンストップで稼働できるため、従来の加工方法よりもコスト効率に優れています。さらに、CNC マシンは製品の迅速な反復を可能にし、メンテナンス要件が低いため耐久性がさらに高まります。
IoT センサーを使用すると、CNC マシンは個々のコンポーネントの摩耗を監視できるため、オペレーターは機器が故障するまで待ってから是正措置を講じる必要がなくなります。拡張性と生産性の高さも CNC マシンの利点です。CNC マシンは、1 つのユニットまたは多数の同一ユニットを作成するようにプログラムできるという点で独特であり、企業は資金やリソースを使い果たすことなく、必要な数のコンポーネントを作成できます。生産時間が短く、能力が強く、高精度を維持し、材料リソースの無駄を最小限に抑える能力があるため、低コストで効率的で迅速かつスケーラブルな生産を保証する最良の方法の 1 つとなっています。また、精度が高いため、最も複雑な部品を作成することもできます。
複合材、彫刻用フォーム、金属、フェノール樹脂、プラスチック、硬質フォームなどの材料は、CNC マシンでうまく切断できます。CNC 旋盤とフライス盤は、コンピューター制御の高精度旋盤機械で、手作業への依存と人為的ミスの可能性を排除します。また、生産率が高く、エラー率が低く、製造コストが安いため、コスト効率に優れています。さらに、ユーザーフレンドリーで、メンテナンスもほとんど必要ありません。CNC 業界は完全なモビリティを実現し、工場はより困難なプロジェクトのプロセスを完全に自動化できるようになります。
ツーリングとCNCの絞り加工能力を最大化する
BE-CU 中華のへら 絞り 会社では、過度の摩耗やストレスの兆候を監視しながら、設備を最大限に活用しています。さらに、より新しい最新の設備を検討し、製造能力をサポートまたは向上できる設備に投資しています。当社のチームは機械やツールに細心の注意を払っているため、部品の品質と生産性に悪影響を与えないように定期的にメンテナンスも行っています。
BE-CUの設計とエンジニアリングサポート
BE-CUは、社内の設計およびエンジニアリングチームを活用して、部品生産の初期コンセプトからお客様を支援することができます（提供された設計に対して広範な設計サポートも提供可能です）。私たちのチームは、プロジェクトの開始から終了まで、お客様と定期的かつ透明なコミュニケーションを取りながら、望ましい最終目標に向かって作業を進め、明確な進行方向を提供します。
BE-CUの設計およびエンジニアリングサポートプロセスの一例：
- クライアントがBE-CUチームに部品図面を提供します。
- 当社のエンジニアリングチームが図面をレビューし、ベストプラクティスに基づいて調整を行います。お客様のニーズに応じて、成形または絞り部品を最も効果的に達成する方法を推奨します。
- 図面と設計は必要に応じて改訂され、完璧な形に仕上げられます。財務的な実行可能性も最優先事項として考慮されます。
- 主要な目標は、全ての部品の適合性、形状、機能性を実現することです。
- 研究開発は製造プロセスの重要なステップであり、BE-CUは概念実証や様々な検証要件のためにプロトタイピングサービスを提供しています。研究開発プロセスにおける金属成形については、当社のeBookをご覧ください。
BE-CUが提供する広範な社内サービス
この金属加工プロセスは、軸対称の高性能部品を製造します。スピン成形とも呼ばれ、材料を望ましい形状に切削するのではなく、金属ディスクまたはチューブを円錐形やその他の円形に変形させます。
へら絞りは、手動の手作業によるスピニングプロセスまたは自動CNCスピニングを使用します。BE-CUのへら絞り機能の利点には以下が含まれます：
- コスト削減
- 短いリードタイム
- 最大の設計柔軟性
- シームレスで高品質な構造
対応可能な金属には、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅、インコネル、ハステロイ、チタン、ブロンズ、真鍮が含まれます。BE-CUは、センター間60インチから直径100インチまでのカスタム金属絞り部品を製造でき、材料の厚さは0.018インチから2.00インチまで対応可能です。
当社の CNC へら 絞り サービスで迅速なプロトタイプの作成について、今すぐお問い合わせください。こちらでチャットして直接見積もりを取得するか、無料のプロジェクトレビューをリクエストしてください。
