CNC加工プロセス

製品概要

CNC加工は現代の製造業の中心に位置しています。それは 航空宇宙部品、自動車部品、医療機器、またはカスタムプロトタイプ であっても、それらの製造にはCNCマシンが大きく関わっている可能性があります。もし皆さんが CNC加工プロセス それが実際にどのように動作するのか、あるいはなぜこれほど重要な用途で信頼されているのかについて疑問に思ったことがあれば、このガイドでは平易で分かりやすい言葉で解説しています。

機械加工とは何か?

NC cNCとはComputer Numerical Control（コンピュータ数値制御）の略です。簡単に言えば、プログラムされた命令を用いて 切削工具、ドリル、フライス盤、旋盤を制御する方法のことです 。旋盤工が手動でハンドルを回したりレバーを引いたりする代わりに、工作機械はデジタルコードに従って材料を加工し、 金属またはプラスチック 非常に高い精度で部品の形状を作り出します。

CNC加工プロセスの仕組み

1. 部品の設計（CAD段階）

すべてのCNCプロジェクトは、まずデジタル設計から始まります。エンジニアやデザイナーはCADソフトウェアを使用して3Dモデルを作成します。このモデルには、完成品のあらゆる曲線、角度、寸法が定義されています。

2. 工具の移動経路の作成（CAM段階）

設計が完了したら、次に工具の移動経路（ツールパス）を生成します。CAMソフトウェアは3Dモデルを指令（通常はGコード）に変換し、工作機械にどのように動くべきかを指示します。これには、工具の選択、切削速度、回転方向、および工具がたどるべき正確な経路が含まれます。

3. 機械の準備

旋盤工は、原材料（「ブランク材」とも呼ばれる）をCNC工作機械に装着します。材料をしっかりと固定し、必要な切削工具—ドリル、フライス、エンドミル、または旋削インサート—を取り付けます。

4. 部品の加工

すべての設定が完了すると、機械が作業を引き継ぎます。プログラムされたコードに従って、材料を所定の形状に切断、フライス加工、穴あけ、旋削加工します。CNCマシンは非常に高速に動作でき、すべてがデジタル制御されているため、毎回同じ精度で同じ工程を繰り返すことができます。

5. 品質検査

部品がマシンから取り出された後、検査が行われます。ノギス、マイクロメータ、三次元測定器（CMM）などのツールを使って寸法を確認します。何かずれがある場合は、次の工程の前にコードまたはセットアップを調整できます。

なぜCNC加工がこれほど人気なのか

1.高精度

CNCマシンは通常、数千分の1インチ単位の公差内で作業を行います。このレベルの均一性は手作業ではほとんど達成できません。

2. プロトタイプ作成と量産に最適

1個だけ必要か、1,000個必要かに関わらず、CNC加工は容易にスケーリング可能です。迅速にプロトタイプを作成した後、大きな遅延なくフル生産に切り替えることができます。

3. 多種多様な材料に対応可能

アルミニウム、鋼、チタン、真鍮、プラスチックなど、あらゆる材料に対応可能です。CNCマシンはさまざまな産業分野で幅広い材料を加工できます。

4. 繰り返し可能で信頼性が高い

マシンがコードに依存しているため、生産ライン内のすべての部品がほぼ同一のものとして仕上がります。この信頼性の高さから、安全性が極めて重要となる部品の製造にCNC加工が最適です。

一般的なCNC加工プロセス

1. CNCフライス加工

回転する切削工具が固定されたワークから材料を除去します。平面、ポケット、複雑な輪郭形状の加工に最適です。

2. CNC旋盤加工

ワークが回転しながら切削工具によって材料が除去されます。シャフトやブッシュなどの円筒形部品の加工に最適です。

3. CNC穴あけ加工

一定の深さと直径を持つ精密な穴を加工するために使用されます。

4. マルチアクシス加工

一部の工作機械は4軸、5軸、あるいはそれ以上の軸に沿って移動でき、再位置決めを停止することなく複数の角度から複雑な形状を切削できます。

CNC加工の用途

航空機エンジンから手術器具、日常の電子機器まで、CNC加工された部品はあらゆる場所に存在しています。手に取った金属部品が滑らかな表面や鋭いエッジ、正確な形状を持っているなら、ほぼ間違いなくCNC工作機械によって作られたものです。

まとめ

CNC加工は一見複雑に思えるかもしれませんが、その本質はシンプルです。デジタル指令を用いて原材料を極めて正確に成形する技術です。産業界がより厳しい公差と迅速な生産を求める中で、CNC加工は高品質な部品を製造するための最も信頼できる方法の一つであり続けています。

プロトタイプや量産向けの製造方法を探している場合、CNC加工は確実な選択肢です。そのスピード、精度、汎用性により、現代のエンジニアリングの基盤となっています。

Q: CNCプロトタイプはどのくらいのスピードで受け取れますか？

A: 納期は部品の複雑さ、材料の入手可能性、仕上げ要件によって異なりますが、一般的には次の通りです：

• 簡易プロトタイプ：1～3営業日

• 複雑または多品目プロジェクト：5～10営業日

急ぎのサービスもよく利用可能です。

Q: 提供が必要な設計データはどのようなものですか？

A: 作業を始めるには、以下のファイルを提出する必要があります：

• 3D CADファイル（STEP、IGES、またはSTL形式が望ましい）

• 特定の公差、ネジ山、表面仕上げが必要な場合は、2D図面（PDFまたはDWG形式）

Q: 狭い公差にも対応できますか？

A: はい。CNC加工は狭い公差を達成するのに最適で、通常以下の範囲内です：

• 標準公差 ±0.005"（±0.127 mm）

• ご要望によりさらに狭い公差にも対応可能（例：±0.001" またはそれ以上）

Q: CNCプロトタイプは機能試験に適していますか？

A: はい。CNCプロトタイプは実際のエンジニアリンググレードの素材から作られており、機能試験、適合確認、機械評価に最適です。

Q: プロトタイプに加えて少量生産は提供していますか？

A: はい。多くのCNC加工サービスでは量産前の橋渡し生産や少量生産を提供しており、1個から数百個までの数量に最適です。

Q: 私の設計内容は機密扱いされますか？

A: はい。信頼できるCNCプロトタイプサービス会社は常に秘密保持契約（NDA）を締結し、お客様のファイルや知的財産を完全に機密扱いします。