製造効率の最適化： コンピュータ数値制御（CNC）加工表面仕上げガイド

CNC機械加工に表面仕上げが必要な理由

CNC機械加工において、表面仕上げは耐食性を高め、清潔さと衛生を促進し、生産性を高め、品質管理を維持し、外観を向上させる上で不可欠な役割を果たします。表面仕上げは、粗い機械加工部品を、要求される標準と顧客の期待を満たす、磨き上げられた有用で審美的に美しい部品に変える手助けをします。具体的には、表面仕上げは製品の美観に大きな影響を与えます。磨き上げられた滑らかな表面は、製品全体の外観を向上させ、消費者への視覚的なアピール力を高めます。それは、人々がその製品にどれだけの価値があり、高いと思うかに影響するかもしれません。

また、特に公差が厳しい用途では、部品の性能は表面仕上げによって影響を受けることがあります。ツールマークや粗さのような表面の不規則性は、嵌合部品のフィット、アライメント、動作に影響を与える可能性があります。より滑らかな表面は、最終製品の優れた性能、正確な組み立て、正しい操作に貢献します。

CNCマシニングの表面仕上げ技術：

機械加工通り

AS加工とは、CNC工程で加工された直後の部品やコンポーネントの表面状態を指します。部品が「AS機械加工済み」と指定されている場合、機械加工工程後に部品に対して追加の表面仕上げや後処理工程が行われなかったことを意味します。

ビーズブラスト

サンドブラストは、高圧空気または水を使用して部品の表面に微細な研磨粒子を吹き付けることです。この方法では、バリ、コーティング、表面の欠陥を除去して、テクスチャ仕上げまたはマット仕上げにします。金属表面では、ビーズブラストを使用して均一なサテンまたはマット仕上げを施すこともできます。

ブラッシング

ブラッシング仕上げは、研磨剤またはブラシを使用し、小さな円形の傷や平行線のパターンを作ることで、部品の表面に独特の視覚的な魅力を与えます。このコーティングは、表面の小さな傷を覆い隠すことができ、独特の視覚的な魅力がある。

陽極酸化処理

アルマイト処理と呼ばれる電気化学的処理により、金属（通常はアルミニウム）を酸化皮膜で保護します。アルマイト加工は、腐食に強い、一貫した光沢のある、または艶消しの表面を作り出します。この方法では、アルマイト層に染料を加えることで、耐食性を向上させ、表面を硬化させ、魅力的な仕上げを実現する。アルマイト処理によって、部品はさまざまな色を帯びることができ、最も人気があるのは黒、赤、金です。

ハードコートアルマイト

ハードコートアルマイト処理は、ハードアルマイト処理またはタイプIIIアルマイト処理と呼ばれることもあり、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面を厚く長持ちする酸化皮膜でコーティングする電気化学的表面処理です。ハードコート」と呼ばれる理由は、従来のアルマイト処理と比較して、得られるアルマイト皮膜が大幅に硬く、耐摩耗性に優れているからです。アルマイト処理中、アルミニウム部品の表面で制御された酸化が起こります。これにより、表面に一体化した酸化アルミニウムの層が形成され、硬度と耐摩耗性が向上します。ハードコートアルマイト処理では、通常25～100ミクロン（0.001～0.004インチ）の膜厚が得られますが、より厚い膜厚を得ることも可能です。

導電性陽極酸化

導電性陽極酸化は、アルミニウムまたはアルミニウム合金に行われる電気化学的表面処理です。私たちはしばしば、タイプⅡアルマイト処理または「建築用」アルマイト処理と呼んでいます。アルマイト表面の導電性を向上させるため、「導電性」と呼ばれます。通常、導電性酸化皮膜形成アルマイト処理は、電気接地またはEMI/RFIシールド用途に採用されます。

特に、導電性陽極酸化の手順は、タイプⅡの従来の陽極酸化と同等ですが、通常、より低い電圧とより短い陽極酸化時間を必要とします。陽極酸化されるアルミニウム部品は陽極（正極）となり、通常硫酸を含む電解液に浸漬されます。浴槽には正極または負極も含まれます。調節された酸化プロセスにより、直流電流（DC）を流すとアルミニウム表面に酸化層が形成されます。

導電性陽極酸化プロセスでは、通常5～25ミクロン（0.0002～0.001インチ）の比較的薄く多孔質の陽極酸化皮膜が形成されます。コーティングの多孔性により、表面積が大きくなり、導電性が向上します。

シルクスクリーン

スクリーン印刷またはスクリーン印刷とも呼ばれるスクリーン印刷は、CNC工程と組み合わせて使用できる印刷技術で、細かいメッシュスクリーンを使用して表面にインクを塗布し、表面の部品やコンポーネントにデザイン、ロゴ、またはグラフィックを印刷します。CNC工程でのシルクスクリーンの適用にはさまざまな利点があります。例えば、様々な平面や曲面を持つCNC加工品には、シルクスクリーンによって精巧な多色のモチーフやグラフィックを施すことができます。

さらに、ロゴ、ブランド名、シリアル番号、その他のマーキングで部品をカスタマイズできるため、製品の識別と美観が最適化されます。注意しなければならないのは、表面が比較的平らか、わずかに湾曲している部品がシルクスクリーン印刷に最も適しているということです。正確で一貫した結果を得るためには、複雑な形状や不規則な表面を持つ部品は、デジタル印刷やパッド印刷のような別の技法で印刷する必要があるかもしれません。部品の材料、意図された外観、および望ましい性能特性との適合性は、インク、スクリーンサイズ、および印刷条件を慎重に選択することによっても確保できます。

レーザーマーキング

部品やコンポーネントの表面に正確で長持ちするマーキングを施すために、レーザーマーキングはCNCソフトウェアと連動する一般的な技術です。レーザービームを利用することで、材料に直接接触することなく、堅牢でコントラストの高いマーキングを行うことができます。レーザーマーキングでレーザーを使用することで、部品の表面に恒久的なラベルやコードを付けることができます。この技術は通常、ブランディング、トレーサビリティ、シリアル化、製品識別に適用されます。金属、ポリマー、セラミックなどの材料は、レーザーを使用してマーキングすることができます。

酸エッチング

酸エッチングは、酸溶液を使用して部品の表面から材料を選択的に除去する化学的手順です。基材に塗布して特定の材料を除去し、恒久的で規則的なパターンやデザインを残す物質。金属、ガラス、セラミック、さらに一部のポリマーなど、さまざまな材料に頻繁に適用され、深さを正確に調整した複雑なパターンを作成します。

その他のCNC表面仕上げ技術

ハンドポリッシュ

ベーパーポリッシュ

ミラーポリッシュ

エレクトロポリッシュ

VDおよびCVDコーティング

パッシベーション

抗菌コーティング

バニシング

レーザーアブレーション

結論

結論として、所望の表面仕上げを達成することは、コンピュータ数値制御（CNC）加工において不可欠な側面である。表面仕上げは美観に影響を与えるだけでなく、加工された部品の機能性や性能にも重要な役割を果たします。このガイドでは、CNC機械加工で使用される一般的な表面仕上げの方法をいくつかご紹介します。

適切な表面仕上げ技術を選択する際には、材料、設計仕様、意図する用途、希望する仕上げを考慮することが重要です。CNC加工部品の完全性を維持しながら意図した結果を得るには、メーカーの指示とベストプラクティスを遵守し、表面を適切に準備することが不可欠です。