中国最高のCNC機械メーカーとサプライヤー、スイス機械加工、5軸加工、CNCフライス加工、精密旋盤、金属加工、プラスチック加工.24時間年中無休の1対1のCNC機械加工サービスとサポートを提供します。

>ご注文までの流れはこちら

技術サポート

アルミニウム高速加工ガイドの決定版

アルミニウムは、他の金属資源と同様、幅広い成形性と適応性を持っていますが、その品質を軽視してはいけません。アルミニウムは、ほとんどすべての産業界の企業にとって必需品とみなされています。加工が最も容易な材料の一つであり、生産時間やコストを削減することができます。そのため、その特徴を最大限に生かし、競合他社に差をつけることは、かなり難しいことなのです。すべての精密機械加工メーカーが部品を加工するためにアルミニウムを使用しているため、CNC加工アルミ製造業界は非常に競争力がある。このような金属を処理する際に使用する適切な手順を知っていることは、意図した結果を得るために非常に重要です。生産活動をよりシームレスかつ効率的に行いたいのであれば、この貴重な素材に適したツール、生産設定、加工方法を調整する必要があります。

この金属が自然に可鍛性であり、比較的低い融点であるという事実は、多くのデザイナーやエンジニアを悩ませています。多くの機械工が遭遇する問題の複雑さは、プロジェクトに採用されるアルミニウム合金の種類によって異なります。アルミニウムの切断、特に薄い板金層の切断には、長年の経験と鋭い技能が必要な場合があります。それは摩擦熱につながり、時にはアルミニウムの融点を超えることもあります。さらに、金属の強度が低いため、攻撃的な切削工具を使用すると、ワーク全体が折れたり、完全に変形してしまうこともある。

しかし、21世紀に入ってからは、手軽に製造できる部品が求められるようになり、多くの技術的進歩がありました。より早く、より精度の高い製品が求められるようになり、ラピッドプロトタイプやカスタマイズ部品の人気は年々高まっている。アルミニウムは、現代の製造業で最も頻繁に使用される合金の1つであるため、間違いなく使用される可能性のある最良の材料です。このため、アルミニウムの新しいフライス加工技術は拡大し続けています。CNC技術による高速加工もその一つです。デザイナーを目指す方はもちろん、ベテランの加工技術者の方も、この記事を参考にして、アルミニウムを加工してください。

アルミニウム高速加工ガイド

アルミニウム合金のCNC機械加工プロセスの概要

高速加工は、今日使用されている信頼できるCNCアルミフライス加工の手順である。高速フライス加工と従来のフライス加工の主な違いは、高速フライス加工の速度が速いことで、機械オペレータは切削速度を上げることができる。その結果、アルミニウムの高速加工には予期せぬ多くの利点があります。ここでは、従来のフライス加工と比較して、アルミニウムのフライス加工に高速加工を利用する多くの利点を紹介します。

卓越した効率性

特に軟質合金の場合、切削速度を従来の3倍まで上げて送りを大きくすることが可能です。現在の技術では、フライス加工全体の性能を決定するのは加工送り速度です。それにもかかわらず、高速加工は従来のフライス加工よりも大幅に効率的です。アルミニウムの機械的性能により、スピンドルの回転速度を上げると、材料除去効率は驚異的に高くなります。

高速加工技術を用いたアルミニウムのフライス加工は、その効率的な材料抽出により、航空機産業や自動車産業にとって非常に有益なソリューションとなります。まず、自動車のプロトタイプから多くの材料を除去する必要がありますが、理想的には最小限のフライス加工構成で行う必要があります。また、薄肉でポケットの深い長大な部分が多数存在します。このような理由から、航空機や投射材に使用される材料の大半はアルミニウム合金である。

低い加工温度

切削速度が速くなると、温度が変化することが実証されている。速度を上げると、最初は温度が上がるが、続けていくと急激に下がり始め、やがて気にならない程度になる。より速く切削しても、温度はわずかに下がるだけです。高速加工は、このように変化するのが特徴です。例えば、切削速度が速くなると、温度は下がります。熱処理による材料特性の局所的な変化はなく、金属粒の拡大もなく、切断部位で観察されるクールダウンの必要性も大幅に低くなります。これにより、より安価に、より環境に配慮した加工が可能になります。

工具の長寿命化

切削速度が速く、工具の摩耗が増えるというのは少し異例かもしれませんが、高速加工中にアルミニウムの切削工具によって除去される材料の量を従来の加工と比較すれば、その違いが高速ミーリングに有利に働くことは明らかです。切削温度が低いため、工具の材料強度が高くなり、工具寿命が長くなる。高速加工では切りくずの幅が少ないため、工具の動きが速く、高送りでも切りくずが細かくなる。また、アルミニウムの加工で最も問題となるのは、アルミニウムが非常にデリケートで、加工中に器具の刃先に付着してしまうことである。したがって、工具効率の低下と切削圧力の上昇により、工具寿命が短くなります。しかし、高速回転では、実際にはそのようなことは起こりません。作成されたアルミニウム部品を機械自体に問題なく取り出すだけです。

正確な切削を保証

送り速度を高くすると、工具の鋭い刃が遠くまで届きながら、工具を回転させて切り取るため、アルミニウムの表面仕上げが低くなると推測されます。このため、一般的に切り屑が大きくなり、切削強度が増し、表面仕上げが粗くなります。アルミニウムを高速で切削している間は、大きな送りにもかかわらず、工具の速度は大きくなります。切り屑は、生産中に従来のフライス加工よりも実際に薄くなります。さらに、切削力が低下することで、振動も少なくなります。

アルミニウムの加工とチタンの加工はどう違うのか?

アルミニウムとチタンは、現在、生産とエンジニアリングの分野で使用されている最も丈夫で長持ちする素材である。どちらも風化や変形、引っ張りに対する耐性があり、丈夫で長持ちするのが特徴です。しかし、この2つは密度が異なり、チタンの方が重く、密度が低いので、理想的な選択肢とは言えないかもしれません。航空業界や自動車業界のように、重量に対する強度が問題となる場合は、アルミニウムが望ましい選択と言えるかもしれません。

Be-cu.comのCNCマシニングでは、チタンとアルミニウムの加工に様々な技術を使用しています。CNC旋盤加工やCNCフライス加工は、クライアントが必要とする部品の種類に応じて、あらゆる公差や仕様の精密部品を製造するために使用されます。原型データを入力すれば、CNCフライス加工も旋盤加工も短時間で完了します。アルミは素材の性質上、一般的な切削工具で簡単に加工することができます。チタンは切削工具の劣化が早く、表面に固着してしまうので、より困難な作業となります。

チタンのフライス加工や旋盤加工で完璧な公差を確保するためには、切削工具に細心の注意を払わなければなりません。さらに、チタンとアルミニウムの価格差は、加工技術を選択する際に常に懸念されることです。チタンの方が高価なため、アルミニウムで試作品を作り、試作終了後にチタンから加工することもあります。

加工方法と素材を選ぶ際には、このようなアルミとチタンの特徴を考慮してください。

機械加工性

研削、切断、打撃などの機械加工によるひずみに対して、他の金属と比較し、その材料の加工性を評価するものである。どのような加工技術を採用するかは、その金属の被削性評価に基づいて決定される。チタンやアルミニウムの部品は、CNC旋盤やフライス盤で加工するのが一般的です。アルミニウムは、手頃な価格と優れた品質で、スピーディーな部品製造が必要な場合に最適な選択肢です。

耐候性・耐腐食性

チタンとアルミニウムを比較すると、耐食性に優れていることが分かります。両者とも強い耐食性を有しています。しかし、チタンの方が耐食性に優れているため、製品開発において耐食性が重要な要素となる場合、チタンに軍配が上がります。チタンは反応しないため、耐食性に優れている。

また、最も生体適合性の高い元素であり、その不活性な性質から医療分野での用途が広い。医療器具の製造に使われたり、造船業では塩害に強いチタン合金の恩恵を受けています。一方、アルミニウム合金は酸化皮膜を形成し、腐食性物質との反応を抑制している。ただし、現在のところ、腐食は湿度や汚染物質、化学構造などの環境要因に影響される。

材料構成

材料の化学的性質を知ることは、チタンをアルミニウムと区別するために不可欠です。なぜなら、環境に対する敏感さや、金属全体に与える他の特性のために、いくつかの構成要素は必要ない場合があるからです。これらの特性には、コンパクトさ、耐薬品性、その他様々なものが含まれます。酸素、窒素、水素、炭素、ニッケル、鉄など、チタンには様々な元素が含まれていることが知られています。その他、チタンを主成分とした合金の組成は様々です。一方、アルミニウム合金には、ケイ素、亜鉛、マグネシウム、銅、鉄、チタン、クロムなど、さまざまな元素が含まれていることがあります。もちろん、アルミニウムそのものが大部分を占めています。

硬度と耐久性

金属表面の傷、欠け、歪み、摩耗に対する抵抗力を相対的に示す尺度を硬度といいます。圧子機械や工具で金属の質を明らかにし、その強度を評価します。純アルミニウムのブリネル硬度はチタンよりも硬いですが、アルミニウムの合金の中にはチタンよりも硬いブリネル硬度を持つものがあります。一方、チタンは傷ついたり変形したりすると、かなり形が変わってしまいます。これは、チタンが酸化皮膜を作ることで信じられないほど硬い表面を作り、大部分の浸透圧に耐えるからです。硬さが必要な場合は、チタンが理想的です。

アルミニウムとチタンは、どちらも頑丈な素材で、長期間使用しても問題がありません。チタンは適切に扱われれば、非常に堅牢で、骨組みは何世代にもわたって経年劣化を示すことなく使用できます。また、重いものを載せてもバネ性があり、自動車に使うと適度な弾力性があるため、路面の振動を和らげることができます。しかし、アルミニウムは、強度、信頼性、寿命が要求される厳しい輸送環境においても、その強靭さを発揮しています。

可鍛性

アルミニウムは、チタンに比べ、より可鍛性に富んでいます。アルミニウムは、様々な技術を使って簡単に最終製品に成形することができます。材料の範囲や性質に応じて、様々な方法で加工することができます。チタンも成形可能ですが、アルミニウムほど可鍛性に優れていないため、成形性が重視される場合には、アルミニウムは理想的な素材と言えます。

費用対効果

アルミニウムとチタンを比較すると、アルミニウムの方がはるかに安価であり、両金属の価格が異なることが分かります。また、チタンはアルミニウムよりも取り扱いが複雑なため、ストレートに高価であることに加え、製造コストも高くなります。また、チタンは加工が繊細で、研磨や切断、はんだ付けに卓越した技術が要求されることも課題です。しかし、アルミニウムは加工が簡単で、他の素材よりもコストが低いため、ほとんどの用途でより良い選択となります。

アルミニウム合金精密部品のCNC加工技術

制御コードなどから与えられたデータをソフトウェアの管理システムが概念的に解釈し、切削工具を動作させて部品を製造する能力が、CNC加工技能の前提条件である。工具による切削加工は、シートを半製品などに加工するために行われる。

CNCを使った機械加工は、切ること。より実践的な方法として、アルミニウム合金の精密加工に代表される加工技術として、下地処理もある。多方向の切削が可能なエンドミルを活用し、スパイラルカットやコンターカットを内挿する。特定の器具を使用して数個の穴を開ける。

準精密な穴加工や部品加工が可能で、エンドミルや回転補間技術により、様々なサイズの穴を加工することができる。アルミニウム合金の高性能精密部品で、任意の寸法の高精度な穴が必要な場合は、工具の内挿加工を行うことができる。高速加工では各刃先の負担が非常に軽くなるため、同じ超硬エンドミルで様々な製造部品の高速・高精度穴加工が可能である。

切削速度は、加工する材料の靭性、切削条件、組成、切り込み深さなどに応じて選択する必要がある。適正な切削速度を決定することで、加工技術を選択することになる。また、効率的に機械の劣化を抑えるためには、いくつかの条件を考慮する必要がある。

アルミニウム合金の CNC 加工のユニークな利点

アルミニウムは、最も適応性の高い工業材料の一つであるため、幅広い産業で非常によく使用されています。アルミニウムがCNC加工に最適な材料である理由は何でしょうか。ここでは、その特徴をいくつかご紹介します。

  • 機械加工性。CNC機械加工のどのメーカーも、アルミニウムの加工がいかに簡単であるかを強調する。アルミニウムは比較的頑丈なので、残留応力をコントロールしながら、かなりの量を削り取ることができる。超硬機器と最新の冷却システムを使用して美しい仕上げを得るために、マットな表面のためのビーズブラストや連続した美的表面のためのアルマイト処理と腐食に対する保護を追加することが可能です。最大の特徴は、この機能のおかげで、あなたの部品がより少ないコストになることです。素晴らしいコストパフォーマンスを提供します。
  • 優れた耐食性 耐摩耗性と耐食性はグレードによって異なりますが、アルミニウムは必要なときに優れた材料ソリューションとなります。揮発性の低い成分は酸素に触れると緩い酸化皮膜を形成し、鉄や鋼の錆の原因となりますが、この金属とその合金は完璧な酸素親和性を持っています。一方、アルミニウムは自然環境にさらされると、表面に酸化アルミニウムの不動態皮膜を形成し、表面を保護し、それ以上の酸化や劣化を食い止めます。この層は削れても自己修復するため、塗装や外装のコーティングが不要になり、製造の初期コストと継続的なメンテナンスの両方を節約することができます。また、アルマイト処理を施すことで、素材本来の耐食性を高めることも可能です。
  • 環境にやさしい。製造されたアルミニウムの約75%が現在も利用されていることは、多くの機械オペレーターや設計者にとって、環境の持続可能性が重要な考慮事項であることを証明している。汚染物質がコントロールされている限り、アルミニウムは製造時と同じエネルギーを使わずに数回リサイクルすることができます。
  • 魅力的。アルミニウムは機械加工によって優れた表面仕上げを得ることができ、もともと耐食性に優れていますが、アルマイト処理によってさまざまな色に仕上げ、さらに美的品質を高めることができます。この表面処理は、素材の耐久性や耐食性を向上させるとともに、簡単に色を付けることができる方法です。化学薬品と電気化学的手法により、不動態化酸化膜の幅を広げます。酸化アルミニウムは強靭な複合材料であるため、このコーティングは非常に耐久性に優れている。

CNC加工によるアルミ部品の加工事例

アルミニウム部品を、効率的かつ正確に切削する高度な技術で加工することは、CNC加工として知られています。航空、運輸、医療、産業などの分野では、CNC加工によるアルミニウム部品が主に使用されています。実際、CNCマシンはアルミニウム部品の製造方法を完全に変えました。CNCマシンは、比類のない品質と精度でこれらの材料を生産することができます。

ここでは、CNC加工アルミニウム部品の広く使用されているアプリケーションをいくつか紹介します。

航空産業

航空機産業では、アルミニウム部品の機械加工は一般的な手順です。アルミニウム合金は、頑丈でありながら軽量であるため、CNC機械加工で製造されます。これらの部品は、航空機の部品の製造に頻繁に使用され、CNCフライス加工は、それらを迅速かつ正確に製造するための優れた方法です。また、他の方法では加工が難しい、あるいは不可能と思われるような小さな部品も、この方法で製造することができます。

自動車

アルミニウム合金は、輸送用部品の複雑な部品を製造する上で、CNC機械加工プロセスの汎用性に優れた選択肢です。アルミニウムは、自動車の重量に耐えることができるため、自動車分野に適しています。この品質は、ボディ部品やコンポーネントの製造に最適です。さらに、CNC加工では、従来の機械加工で作られたものと同じ部品を作ることができます。また、アルミニウムは排出ガスの低減に貢献し、エネルギーの節約にもなります。

海事

非加熱合金は、耐腐食性に優れ、部品のはんだ付けが容易であるため、船舶の分野に最適です。船舶の安全性を確保し、シャーシや中核部品を長持ちさせるために、船舶業界ではより小さく、完璧に加工された部品が必要とされています。アルミニウムは、海上輸送の進化を可能にする金属なのです。

ヘルスケア

CNC加工は、多くの手作業を必要とせず、迅速かつ高精度に部品を作ることができます。さらに、他の加工方法と比較して、はるかに正確で一貫性のある部品を製造することができます。注射器、インプラント、切削工具、その他の診断機器などが、アルミニウムの部品や工具の一般的な用途の一つである。

Be-cu CNCマシニング。アルミニウム精密機械加工のリーダー メーカー

を弖紗することができます。上記で説明した要因のために、アルミニウムは頻繁に素晴らしい選択肢であり、あなたの生産要求を最大化するために利用可能な他の金属やプラスチックの選択肢もあります。Be-cu.comのCNCマシニングは、あなたのアルミニウム合金部品に最適な加工方法を選択するようにアドバイスする専門家のチームを提供し、CNC加工に最適な決定を下すのを助けることができます。

お客様がCADモデルを当社の専任エンジニアとデザイナーにお渡しいただくと、当社の専門知識の範囲内で加工できるものと、リスクを伴うものを正確にお見積もりいたします。見積書ではすべてを徹底的に説明し、必要に応じて設計プロセスを変更し、見積もりプロセスを再適用する機会を提供します。プラス面では、試作品のプライバシーを保証するための機密保持契約もご用意しています。もし、決めかねていることがあれば、私たちの素晴らしいカスタマーサービスチームに遠慮なくご連絡ください。