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5軸加工

5軸加工とは、複雑な形状の部品を高精度で加工する技術です。
直交3軸と旋回2軸とを同時に制御する事で加工物を多角度からアプローチする為、ワークのセットアップ回数が減り、生産効率及び精度が向上します。
こちらの記事では、5軸加工の歴史、具体的な事例、技術的な詳細、製造メーカー等についてご紹介いたします。

5軸加工の歴史

5軸加工の歴史は、1980年代にさかのぼります。一般的な3軸加工機に比べ、より複雑な形状の工作物を高精度で加工出来る為、特に航空宇宙や自動車産業での需要が高まりました。
1990年代には、コンピュータ制御技術の進歩に伴い、より一般的になり、工業製品の設計に柔軟性が生まれました。
近年ではCAMの進化、マシンのコストダウンも進み、現在では高精度の部品製造に欠かせない技術となっております。

具体的な事例

航空宇宙産業

部品例:エンジン部品、翼の構造材
利点 :複雑な曲面や内蔵部品の加工が可能で、軽量化、強度向上に優れます。

医療機器

部品例:インプラント、手術用具
利点 :個々の患者に合わせた高精度のカスタマイズが可能。

自動車産業

部品例:トランスミッションケース、ホイール
利点 :複雑な形状をワンチャッキングで加工出来る為、効率的。

技術的な詳細

加工方式

5軸加工機は、3つの直線軸(X、Y、Z)と2つの回転軸(A、B)を持ち、これにより、工具がワークピースのあらゆる角度からアクセスでき、複雑な形状を精密に加工できる工作機械です。

ソフトウェアとプログラミング

CAD/CAMソフトウェアを使用して、3Dモデルから加工用のツールパス(プログラム)を生成します。

切削工具

ワークをテーブルに固定したのち、エンドミル、ボールエンドミルなどの切削工具を使用して加工します。工具の選定は製品の材質、加工精度によって選びます。

利点

精度:精密な加工が可能で、特に複雑な形状に強い。
生産性:複雑な加工工程を一度のセットアップで行える為、時間とコストを削減。
フレキシビリティ:複雑な形状の一貫加工が可能で、設計の自由度が高い。

5軸加工機の代表的メーカー(シェア)

1 DMG MORI 15%
2 MAZAK 12%
3 Haas Automation 10%
4 Okuma 9%
5 Makino 8%
※あくまで推定値で、実際のシェアは地域や市場動向によって異なる場合がございます。

今後の展望

5軸加工は、さらに自動化が進む事で、より効率的かつコスト削減が期待されます。
また、AIを活用した加工最適化や、材料の進化も注目されています。

このように、5軸加工は多くの利点を持ちつつも、技術的な挑戦やコストが伴う為、導入や運用には慎重な計画が必要となります。
当社では複数の加工協力企業と連携し、材料込みのでの加工など様々なご要望にお答えしております。
切削加工に関して、お困りごとがございましたら、お気軽にご相談下さい。

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アルミの切削加工

当社では、様々なアルミの切削加工に1個から対応しています。こちらの記事では、アルミの切削加工の概要と実際の加工事例についてご紹介いたします。

アルミの特徴

アルミ(アルミニウム)は非鉄金属の一種で、身近なところでは1円硬貨、缶飲料、窓のサッシなどに使用され、工業用製品としては自動車部品、航空機部品など様々な用途で使用されております。
特徴としましては、軽い(比重は鉄や銅の1/3)、電気をよく通す(同じ重さの銅と比べて約2倍)、熱伝導率が高い(鉄の約3倍)、しかも錆びにくく、毒性もなく、衛生的で他の金属に比べてリサイクル性が高い。(リサイクルコストが安い)
また、切削加工がし易く、塑性加工にも優れ、精密加工に適し、機械部品の素材としても多岐に渡り使用されております。

アルミ合金の種類(1000番台から7000番台まで)

純度の高いアルミは強度が不十分な為、切削加工に用いるアルミは強度、性能を高める為に、他の金属を付加したアルミニウム合金が多く使用されております。
種類としてはAを頭文字とし、4桁の数字と組み合わせた番手で分類されますので、以下にそれぞれの特徴を合わせて紹介致します。

A1000番台

純度99.0%以上、導電性、熱伝導性、耐食性に優れますが、強度が低いため切削加工には不向きとなります。1円硬貨にも使用され、代表的素材はA1100、A1050、A1070となります。

A2000番台

PA(ナイロン/ポリアミド)、MCナイロン(MC901)、POM(ポリアセタール)、ジュラコン(ポリアセタールPOM)、UHMWPE(超高分子量ポリエチレン )、PC(ポリカーボネート)etc

A3000番台

マンガンを加え耐食性を維持しながら、強度を高めた合金となります。切削加工にはあまり使用されませんが、アルミ缶の成形素材に使用され、代表的な素材としてはA3003となります。

A4000番台

ケイ素(シリコン)を加えた合金で耐摩耗性、耐熱性に優れ熱膨張にも強い素材ですが、基本的に切削加工には使用しません。代表的な素材はA4032となります。

A5000番台

ケイ素(シリコン)を加えた合金で耐摩耗性、耐熱性に優れ熱膨張にも強い素材ですが、基本的に切削加工には使用しません。代表的な素材はA4032となります。

A6000番台

マグネシウムとケイ素(シリコン)を加え、A5000番台の素材よりも更に強度と耐食性を高めております。また、熱処理を行う事でより強度を上げ、構造材料に用いられたりします。A6063は押出成型性に優れ、アングル、チャンネルなどに広く使用されております。

A7000番台

亜鉛とマグネシウムを加え、更に熱処理を施す事で、アルミニウム合金の中で最も強度の高い素材となります。代表的素材A7075は超々ジュラルミンと呼ばれ、現存するアルミニウム合金の中では最高強度を誇り、主に航空機部品、車両部品などに使用されております。

アルミ加工におけるポイント

アルミは加工性に優れ、切削加工に適した素材で、比較的加工時間も短く、再現性の高い加工ができ、複雑形状や精度が必要な加工に適しています。
ですが、切削加工する際にはいくつか注意が必要となります。
1つ目は切粉です。アルミの切粉は加工品の表面を傷つけたり、加工中に工具へ溶着する場合があり、その為に精度が悪くなったり、工具が折損する場合があります。その対処法としては、エアブローによる切粉の除去、切削油を使って切粉を浮かし、溶着を防ぐ事が必要となります。
2つ目は寸法変化です。切削加工時の発熱により寸法変化のリスクがありますので、多量の切削油を使用する事をお勧めします。
他にも熱や残留応力が原因で歪や反りといった変形を起こす場合がございます。故に用途に応じた素材選定、最適な加工方法、加工条件を守って加工する事が必要となります。

当社のアルミ切削加工について

当社ではいくつかの加工協力企業を持っており、素材調達、加工、表面処理まで含めたトータルでの対応も可能です。
また、アルミ鋳造を行う協力企業もあり、型設計、鋳造、熱処理、加工までの一貫生産にも対応しております。

アルミの切削加工の事例

こちらは、ロボットで使用されるカバーです。

ブロック材からマシニングセンタで加工した後に、横穴と、カバーの箇所を放電加工機で加工しています。当社では、マシニングセンタと、放電加工機を有している加工協力企業があり、両方の設備が必要なワークでも短納期で加工することができます。

こちらは、食品機械で使用される補助パーツの試作品です。

お客様から、「プレス加工で量産をするが、その前に形状確認用の試作をしたい」、というご相談をいただき、マシニングで加工しました。

関東エリアのアルミ切削加工なら、関東機械加工の窓口.comにお任せください!

こちらの記事では、アルミの切削加工について、ご紹介いたしました。
関東機械の窓口.comを運営するホクショー辻󠄀茂株式会社では、A1000番台から7000番台までの様々なアルミの切削加工を1個から加工しています。
「とにかくコストダウンしたい…」や「急にどうしても必要になったから短納期でお願いしたい…」といったご相談も歓迎です。コストダウンに繋がるご提案や、短納期対応をいたします。
アルミの切削加工に関して、お困りごとがございましたら、お気軽にご相談ください。

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樹脂の切削加工

当社では、様々な樹脂の切削加工に1個から対応しています。
こちらの記事では、樹脂の切削加工の概要と実際の加工事例についてご紹介いたします。

金属と比較した際の、樹脂の切削加工の特徴

樹脂は軽量の為、装置全体を軽量化でき、一般的に通電しませんので絶縁が必要な時に用いられます。
切削加工に於ける刃物の摩耗や欠けが少なく工具費用の負担も少なくなります。
反面、金属などの他の素材に比べて熱による膨張や冷却後の変形などが起こり易く、発生する切粉の処理にも注意が必要です。

切削加工の種類

当社では、金属加工と同様に旋盤加工、フライス加工、穴あけ加工等を得意としております。
更に複雑な形状のワークに対して、5軸加工、複合加工等もご相談承っております。

樹脂の種類(熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂について)

樹脂切削加工に用いられる素材は、一般的に流通している熱可塑性樹脂が大半となりますので、以下に代表的なものを紹介致します。

汎用プラスチック

PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン) 、アクリル(PMMA)、PVC(ポリ塩化ビニル)etc

エンプラ

PA(ナイロン/ポリアミド)、MCナイロン(MC901)、POM(ポリアセタール)、ジュラコン(ポリアセタールPOM)、UHMWPE(超高分子量ポリエチレン )、PC(ポリカーボネート)etc

スーパーエンプラ

PTFE(テフロン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、LCP(液晶ポリマー)、
PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PI(ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)etc

当社の樹脂切削加工について

当社では複数の加工協力企業と連携し、材料込みのでの加工、ヘリサート・ベアリング・スナップリング圧入など様々なご要望にお答えしております。

樹脂の切削加工の事例

こちらは、工作機械用ドア用ローラー部品です。
加工とベアリング調達、圧入を1ヶ所でお願いした要望に対応させて頂きました。

樹脂のタンクに使用される継手で、図面が無く、現物合わせで1ヶ加工致しました。

内径にもネジがあり、六角の加工もあり、複合旋盤でワンチャッキングで加工しました。

関東エリアの樹脂切削加工なら、関東機械加工の窓口.comにお任せください!

こちらの記事では、樹脂の切削加工について、ご紹介いたしました。
関東機械の窓口.comを運営するホクショー辻󠄀茂株式会社では、あらゆる樹脂の切削加工を1個から加工しています。
「とにかくコストダウンしたい…」や「急にどうしても必要になったから短納期でお願いしたい…」といったご相談も歓迎です。コストダウンに繋がるご提案や、短納期対応をいたします。
樹脂の切削加工に関して、お困りごとがございましたら、お気軽にご相談ください。

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特殊加工の紹介

今回の記事では、工作機械の加工方法の中でも特殊加工と呼ばれる加工方法についてお話し致します。

特殊加工の種類としては、放電加工、電解加工、超音波加工、電子ビーム加工、レーザー加工、付加加工(積層造形)等があります。
その中でいくつかを簡単にご紹介致します。

放電加工

放電加工とは、工作物と電極の間にパルス電圧を印加し、放電現象により発生する熱エネルギーを利用して工作物を溶かし、 形状を作る方法です。
電気を通す素材であれば何でも加工出来る便利な加工方法です。

電解加工

次に電解加工とは、工作物を陽極、鋼または銅製の型を陰極として、僅かな隙間で対向させ電解液中で電流を流して、 加工部分を陰極と同一形状に除去する加工方法です。
超硬合金など高硬度材料の加工も可能となります。

超音波加工

超音波加工とは、振動子と呼ばれる部品を使用して超音波を発生させ、従来の様々な加工方法(切削加工、研削加工、プレス加工等)に 超音波の振動を取り入れた技術です。
例えば、超音波切削加工の場合、加工工具を超音波振動させた状態で 加工対象物を切削します。
利点は精密加工が可能、硬くて脆い材料の加工が可能となることです。

電子ビーム加工

最後に電子ビーム加工とは、電子ビームを用いて物質を加熱し、溶接や穴あけなどの加工を行う方法です。
特徴としましては、加工材料の制約が殆ど無く、高速で加工が出来、加工表面の汚染が無いなどの利点があり、 厚板から薄板まで幅広い母材に対応しています。

以上抜粋してご紹介させて頂きました。
当社、関東機械加工の窓口.comでは、様々な加工方法にも対応出来るよう、 情報発信をしていきますので、引き続きご愛顧の程宜しくお願い致します。

関連情報

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機械加工の主な加工方法

今回の記事では、機械加工の基礎知識として主な加工方法についてお話し致します。

機械加工とは、工作機械や切削工具を用いて、金属やプラスチックなどの材料を、様々な形状に加工する事を指します。
以下に代表的な加工方法をご紹介します。

切削加工

最もポピュラーな加工方法は切削加工となります。
切削加工には大きく分けて、旋盤加工とフライス加工があります。
旋盤加工とは、工作物を回転させて、そこに固定されている切削工具を当てて削る加工となります。
フライス加工とは、工作物を固定させて、そこに回転している切削工具を当てて削る加工となります。
その他の加工としては、穴あけ加工、中ぐり加工、歯切り加工などがあります。

研削加工

次によく用いられているのが、研削加工です。
研削加工は切削工具の代わりに砥石を回転させて、固定された工作物、あるいは回転している工作物を削る加工となります。
切削加工に比べて加工精度が良く、優れた仕上げ面が得られると言う特長を持っています。

その他の加工方法

その他の加工方法としては、放電加工、レーザー加工などがあります。

当社では、様々な加工先を顧客としており、お客様が求める製品をご提供させて頂きますので、
一度ご相談いただければ幸いです。

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