CNCプロジェクトに適した材料の選び方

CNC加工とは？

コンピュータ数値制御（Computer Numerical Control、通称CNC）とは、コンピュータを用いて工作機械（ドリル、旋盤、フライス盤、研削盤、ルーター、3Dプリンターなど）を自動制御する技術です。CNC機械は、手動操作者が直接加工操作を制御することなく、コード化されたプログラム指令に従って材料（金属、プラスチック、木材、セラミック、複合材）を加工し、仕様を満たすように処理します。

JLCPCBで利用可能な材料は？

CNC加工は多くの産業において不可欠な製造プロセスとなり、部品や製品の製造において高い精度と効率を提供しています。CNCプロジェクトの成功に影響を与える重要な要素の一つは、作業に適した材料を選択することです。

6061アルミニウム合金

6061アルミニウム合金は、優れた強度重量比、高い耐食性、加工性の良さからCNC加工で広く採用されています。自動車や電子機器などの用途で一般的に使用されます。

7075アルミニウム合金

7075アルミニウム合金は、航空宇宙分野やスポーツ用品用途で一般的に使用される高強度材料です。優れた耐疲労性と良好な機械加工性を有しますが、他のアルミニウム合金に比べて溶接が困難です。

T2 紫銅

T2紫銅は、優れた導電性と熱特性から電気・電子用途に広く用いられる軟質で延性のある材料です。加工・溶接も容易です。

H59黄銅

H59黄銅は、配管、電気、自動車用途で一般的に使用される強靭で耐食性に優れた材料です。機械加工が容易で、優れた延性と熱伝導性を有します。

エポキシ基板 - FR4

エポキシ板 - FR4は、高い電気絶縁性と優れた機械的特性を有するため、プリント基板（PCB）製造で広く使用される材料です。難燃性があり、寸法安定性も良好です。

ベークライト

ベークライトは熱硬化性プラスチックであり、優れた電気絶縁特性から電気・電子用途で広く使用されます。耐熱性があり、機械加工も容易です。

スチールPOM

スチールPOMは、自動車や機械分野で広く使用される強靭で軽量な材料です。優れた耐摩耗性、低摩擦性、良好な寸法安定性を備えています。

ABSエンジニアリングプラスチック

ABSエンジニアリングプラスチックは、強度、耐久性、柔軟性で知られる汎用熱可塑性樹脂です。自動車、消費財、電子機器用途で広く使用されています。

ナイロン - PA6

ナイロン-PA6は、自動車、産業用、消費財用途で広く使用される、強靭で軽量な熱可塑性樹脂です。優れた耐摩耗性、低摩擦性、良好な寸法安定性を備えています。

PMMA（アクリル）

PMMA（アクリル）は透明な熱可塑性樹脂で、光学機器や照明器具に広く使用されます。優れた透明性、耐傷性、加工性の良さで知られています。

ポリカーボネート-PC

ポリカーボネート-PCは、強靭で透明な素材であり、眼鏡用プラスチックレンズ、医療機器、自動車部品、保護具、温室、デジタルディスク（CD、DVD、ブルーレイ）、屋外照明器具などに広く使用されています。

製品に適した材料を選ぶためのヒント

金属からプラスチック、複合材料まで、利用可能な材料は多岐にわたるため、CNCプロジェクトに適した材料の選択は困難な作業となる場合があります。適切な選択を行うためのヒントを以下に示します：

1. プロジェクト要件の明確化

CNCプロジェクトに適した材料を選定する第一歩は、プロジェクトの具体的な要件を理解することです。製造する部品の寸法精度と公差要件は何か？部品が耐えなければならない機械的・化学的特性は何か？これらの質問への答えを知ることで、プロジェクトのニーズを満たす材料の選択肢を絞り込めます。

2. 材料特性の検討

各材料には強度、延性、靭性、耐摩耗性など固有の特性があります。当社が提供可能な材料リストからCNC製品に適した材料を選択する際の一般的な指針を以下に示します。

• アルミニウム合金：: 製品に優れた強度、高い耐食性、良好な溶接性が求められる場合、アルミニウム合金は優れた選択肢となります。5052アルミニウムは船舶用途に適しており、6061アルミニウム合金は機械部品や構造部材に広く使用されます。7075アルミニウム合金は高強度合金で、高性能用途に一般的に用いられます。

• 銅と真鍮: 優れた電気伝導性と熱伝導性が求められる製品には、銅と真鍮が適しています。T2紫銅とH59真鍮は電気・配管用途に、H62真鍮は装飾用途に広く使用されます。

• 複合材料: エポキシ板 - FR4およびベークライトは、優れた電気絶縁性と機械的強度を備えた複合材料であり、電子・電気用途に最適です。

• プラスチック: ABSエンジニアリングプラスチック、ナイロン-PA6、アクリル、ポリカーボネート-PCはいずれも熱可塑性プラスチックで、機械的特性が異なります。製品に高い強度と靭性が求められる場合、ナイロン-PA6が適しています。ABSエンジニアリングプラスチックは自動車や電子機器の筐体に広く使用され、アクリルとポリカーボネート-PCは光学的な透明性が求められる製品に最適です。

• スチールPOM：スチールPOMは優れた機械的特性と高い耐摩耗性を備えた熱可塑性材料であり、ベアリング、ギア、その他の機械部品に最適です。

3. 材料の加工性を評価する

CNCプロジェクトに適した材料を選択する際に考慮すべきもう一つの重要な要素は、材料の加工性です。加工性とは、CNC加工プロセスにおいて材料を切削・成形する容易さを指します。アルミニウム合金のような材料は加工性に優れ、迅速かつ容易に切削できますが、ポリカーボネート（PC）のような材料は、溶融や割れを防ぐために特殊な加工技術や工具を必要とします。最適な結果を得るためには、CNC加工能力と設備に適合した材料を選択することが不可欠です。

4. コストを考慮する

CNCプロジェクトに適した材料を選択する際、材料コストは考慮すべきもう一つの重要な要素です。入手可能性、特性、加工要件によって、一部の材料は他よりも高価になります。例えば、7075アルミニウム合金や鋼などの高強度材料は、ABSエンジニアリングプラスチックやナイロンPA6などの材料よりもコストがかかる場合があります。プロジェクトに最適なコストパフォーマンスを実現するためには、材料コストと要求される特性・加工性をバランスよく考慮することが不可欠です。

要約すると、CNC製品の材料選定は複数の要因に依存し、適切な材料を選択する前に用途、必要な機械的特性、環境条件、コストを考慮することが重要です。

CADファイルの加工をご検討中の方は、無料オンライン見積もりをご利用ください。