CNC加工とは？プロセス、メリット、そして用途を理解する

CNC加工は設計精度の向上に強力なツールである一方、従来のモデルにおいては革新を阻むボトルネックとなることがしばしばあります。デザイナーは革新的なコンセプトの実現に全力を注ぎますが、製造段階で挫折してしまうのです。構造が複雑すぎて製作できない、あるいは何らかのプロセス上の妥協点を見つけるために性能を犠牲にせざるを得ない、といった状況に陥り、結果として凡庸なプロジェクトに終わってしまうのです。

CNC加工のコア知識のためのクイックリファレンス表

CNC加工は、現代の製造業において、デジタルプログラミングを用いて複雑な部品をより正確かつ効率的に生産するための基盤の一つです。その中核となるのはフライス加工と旋削加工であり、CNC、サーボドライブ、精密機械といった制御システムによって支えられています。CAD /CAMとGコードは、設計と製造を高精度かつ一貫性を持って結び付けます。航空宇宙、医療、自動車といった業界では特に重要であり、CNCをインテリジェントで複合的な統合ソリューションへと発展させることは、製造業におけるデジタルトランスフォーメーションを間違いなく推進するでしょう。

図1：LS Manufacturingが製造する各種産業機械部品

このガイドを信頼する理由：LS製造の専門家による実践的な経験

つまり、LS Manufacturingの工場では、ミクロン単位の公差、複雑な内部空洞、そして高強度材料が日々加工されています。飛行の安全性を左右する航空宇宙構造部品から医療用インプラントまで、ここで製造されるすべての製品は、非公式な実世界最適化と徹底的な信頼性検証に基づいています。

10年以上にわたりサービスを提供してきたこのチームは、数万点もの高精度CNC加工部品を成功裏に提供してきました。そのため、材料特性、工具の挙動、プロセスパラメータに関する幅広い専門知識を有しています。通常、これは非常に困難な作業です。初期の試行錯誤の積み重ねによって得られるものであり、継続的な納品実績によってさらに強化されます。このガイドで紹介されている各戦略と技術は、切削、クーラント、そして厳格な品質管理における繰り返しのテストを通じて洗練されています。

私たちの実践は常に体系的な思考に基づいています。全従業員はISO 9001を厳守しています。 品質マネジメントシステムを構築し、医療機器製造におけるISO 13485規格の導入を検討しています。設計から製造まで、制御可能で信頼性が高く、追跡可能なプロセス全体を最優先に考えます。これは、実践的な経験と標準化を統合した信頼性の高い方法論であり、革新的な設計を迅速かつ確実に高品質な製品へと変換するお手伝いをいたします。

CNC 加工とは何ですか?

CNC 加工はどのように機能しますか?

CNC加工技術プロセスの最初のステップは、加工部品のコンセプトを紙にスケッチすることです。当社では、 2次元（2D）および3次元（3D）モデリング用に設計された精密加工CADソフトウェアを使用しています。CAD図面は、厚さ、深さ、その他の寸法などの固有パラメータに関する情報を提供する、スケールモデルである必要があります。

ステップ2: CADモデルからCAMモデルに変換する

CAM（コンピュータ支援製造）ソフトウェアを使用して、 CADモデルをCNCコード（Gコード）に変換します。このコードは、機械に動作と切削方法を指示します。

ステップ3：CNCマシンの構成

このステップでは、CNC加工士がプログラムされたGコードとMコードを実行するために精密機械をセットアップします。これには、加工入力パラメータの予備チェックと、 CNC工作機械へのワークピースの固定が含まれます。

ステップ4: CNC加工者がプログラムを実行する

今日のCNCマシンは、主にコードを入力して製造を開始し、それに従って動作することで動作します。覚えておいてください。 CNC加工技術は自動化されており、加工者が停止ボタンを押すまで停止しません。そのため、オペレーターは、突然のエラー、緊急事態、または調整が必要な状況が発生した場合に備えて、観察中は常に注意を払う必要があります。

CNC 加工にはどのような種類がありますか?

1. 研削加工

研削加工は、研磨工具（研削ホイール、砥石など）を用いてワークの表面を研削する加工方法です。基本的な原理は、研削工具とワーク表面との間の摩擦、削り込み、削り取りによってワーク表面の材料を除去し、必要な寸法、形状、表面品質を実現することです。

研削加工は機械製造において広く利用されており、特に高精度と高い表面品質が求められる用途で広く用いられています。様々なワークの内外面、円筒面、円錐面、平面、さらにはねじ山、歯車、スプラインといった特殊で複雑な形状の加工が可能です。さらに、研削加工は、焼入れ鋼、超硬合金、ガラス、セラミックスなど、他の工作機械では加工が困難な材料の加工も可能です。

2. 旋盤加工

旋盤加工の基本原理は、旋盤装置を用いてワークピースを回転させ、固定または可動の切削工具（旋削工具など）に対して相対的に移動させることで、ワークピースから余分な材料を除去し、必要な形状、サイズ、および表面品質を得ることです。部品またはワークピース。旋盤加工は、外径加工、内径加工（ボーリングなど） 、端面加工、溝入れ、切断、成形面加工など、さまざまな加工タスクを実行できます。

3. フライス加工

フライス加工とは、回転工具を用いてワークピースから材料を切削し、所望の形状とサイズに加工する加工方法です。切削工具の選択と加工パラメータの設定は、加工効果に大きな影響を与えます。一般的に、高速度鋼工具はほとんどの金属材料のフライス加工に適しており、超硬工具はより硬い材料に適しています。さらに、切削速度、送り量、切削深さなどのパラメータ設定も、具体的な材料や加工要件に基づいて適切に選択する必要があります。

フライス加工 平面、溝、螺旋面、歯面、成形面、外円など、さまざまな材質と形状のワークに適しています。量産においては、細長い平面の加工に加えて、ミル加工はプレーニング加工をほぼ置き換え、平面、溝、成形面の加工に一般的な方法になります。

図2：LS ManufacturingによるCNC加工作業の比較図

フライス盤と旋盤の違いと利点を比較する

高精度CNC加工は、 2種類の基本的な機器に依存します。フライス盤と旋盤の詳細な比較を以下に示します。

CNC 加工の利点は次のとおりです。

フライス盤の利点

• 高精度:機械の加工とフライス加工はCNC システムによって制御されるため、精密製造の要件を満たす高精度加工に適しています。
• 高い柔軟性:多軸リンケージ機能により、フライス盤はさまざまな加工ニーズに積極的に対応できるため、生産効率が向上します。
• 高い生産効率:フライス盤では主に多刃の切削工具を使用するため、切削効率が非常に高く、動作サイクルを短縮できます。

旋盤の利点

1. 大量生産に適しています：旋盤は特に単品小ロットおよび大量生産に適しており、回転部品の加工を迅速に完了できます。
2. 高い加工精度：旋盤は、ワークの回転と工具の正確な送りにより、高い加工精度を実現できます。
3. 汎用性が強い：旋盤は、内部および外部の円筒面、円錐面など、さまざまな回転体表面を加工することができ、汎用性が強いです。
4. 優れた経済性：この加工旋盤は比較的シンプルで、メンテナンスコストが低いため、中小企業や加工工場での使用に適しています。

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LS製造のケーススタディ：ポータブル超音波機器ハウジングの統合加工と超密閉設置

クライアントのジレンマ

お客様は、アルミニウム合金製の筐体を採用した高性能ポータブル超音波装置を開発していましたが、開発の過程で典型的なジレンマに直面していました。内部の複雑なセンサー迷路とIP67防水シーリングを、重量と強度のどちらにも妥協することなく、同時に動作させる必要がありました。従来の複数部品の組立ソリューションは失敗に終わり、高精度、超密閉性、一体成形を実現できるサプライヤーを見つけることができず、プロジェクトは後回しにせざるを得ませんでした。

LS製造ソリューション

私たちは、より良い製造は設計段階の深いところから始まると固く信じています。すぐに機械加工を始めるのではなく、まずチームは徹底的な製造性を考慮した設計分析を実施しました。シール面のリスクポイントとして重要な底部の直角を 1 つ特定し、製造可能なフィレットで最適化することを推奨しました。これは、高品質の機械加工を可能にする小さな調整です。製造製造の観点からは、カスタム真空治具と組み合わせて5 軸 CNC 加工センターを使用し、多段階の応力制御切削により0.02 mm 未満の位置精度と完璧なシール面を実現し、複数回のクランプ操作によるエラーを根本的に排除しました。

結果と価値

協業の価値は部品一つにとどまりませんでした。最終的に、製品の初回受入率は99.8%に達し、部品数は5個から1個に削減され、組立時間は40%短縮され、プロジェクトサイクルは30%短縮されました。この信頼に基づき、クライアントはLS Manufacturingをすべてのコア構造部品の戦略的パートナーとして選定しました。

LS Manufacturingの理念は、設計段階から参画し、 DFM解析によってリスクを軽減し、高度なプロセスプランニングを実行することです。5軸加工、オンライン検査、そしてコンプライアンスに準拠した表面仕上げを統合することで、厳格な業界基準を満たす高精度で安定した生産を実現します。お客様の製造現場における技術パートナーとして、ボトルネックを克服し、共にイノベーションを推進することを目指しています。

同様の高精度ソリューションが必要ですか？プロセスを最適化するためのカスタマイズされた提案については、当社のエンジニアリング専門家にお問い合わせください。

CNC 加工を使用する理由

CNC加工の導入は、従来の製造方法に比べて際立った利点から始まります。数値制御加工の一種であるCNC加工は、高精度で制御性の高い生産を可能にします。CNC加工機はプログラム可能であるため、すべての工程が正確に管理され、誤差を最小限に抑えて同一部品を製造できます。これにより、廃棄物を削減できるだけでなく、独自の設計を模倣から守ることができます。

1. 正確性と制御性：製造プロセスにおいて最も重要な側面の一つは精度です。欠陥のある製品や、規定の仕様から外れたパラメータを持つ製品は許容されません。CNCマシンはプログラム可能であるため、製造プロセスのあらゆる細部まで制御されています。CNCマシンは、エラーなく同一の部品を製造できます。エラーを減らすことで、不要な廃棄物を削減し、他社が精密なプロセスや設計を模倣することをより困難にします。
2. 迅速な生産： CNCはその効率性から製造業に最適です。CNCオペレーターがプログラミングすれば、部品や製品の製造プロセスを自動化し、作業速度を向上させることができます。メンテナンスが必要な場合を除き、機械を停止する必要もありません。生産を中断することなく継続できるため、人力よりも効率的です。
3. 精密製造：製造現場において、CNCマシンは重要な役割を果たします。製造は、製品から顧客に至るまでの一連のプロセスから成り、各段階では異なる種類の設備と技術が必要です。製造工程では、溶接、火炎切断、穴あけ、せん断など、様々な作業が必要になります。これらの作業では、部品を正確に位置決めし、ワークピースを指定された位置に素早く移動させ、特定の動作を実行する必要があります。これらの作業はすべて、 CNCマシンによって安全かつ効率的かつ正確に完了できます。
4. 安全性と信頼性：製造業において、作業員は常にかけがえのない存在です。製造工程、特に精密カスタムCNC部品の製造においては、考慮すべき要素が数多くあります。作業環境は可能な限り安全であることが求められます。労働安全衛生管理者またはエンジニアの方は、これらのヒントを同僚と共有してください。小型部品の製造における特定のヒューマンエラーを排除することで、重傷につながる可能性のある一般的なリスクを軽減できます。そうすることで、業務全体の安全性が向上するだけでなく、従業員が他の重要なタスクに時間を割くことができるようになります。
5. コスト削減： CNC加工技術は、部品や製品を生産するための費用対効果が高く、高精度な方法です。現代産業では、様々な精密部品や複雑な形状の部品の加工に広く利用されています。従来の加工方法と比較して、CNC加工に必要な原材料の量も削減されます。新技術の導入により、生産コストが削減され、生産性も向上します。現場をCNC技術に集中させることで、誤差、生産コスト、そして製品の諸経費を大幅に削減できます。

図3: LS ManufacturingのCNC旋盤とフライス盤の性能比較

CNC 加工の用途は何ですか?

CNC加工の用途はハイテクから極めてクリティカルなものまで多岐にわたり、この高度な製造技術がいかに多用途かつ高精度なものとなっているかを物語っています。主な用途分野は以下の通りです。

1. 航空宇宙産業

航空宇宙産業におけるCNC加工技術は、高精度製造から複雑形状部品の製造まで、幅広い用途に使用されています。タービンブレード、エンジン要素、構造部品といった重要な部品には、CNC加工によって得られる精度と再現性が不可欠です。厳しい公差と高度な材料性能が求められる航空宇宙部品向けCNC加工の信頼性の高い製造は、航空宇宙技術のさらなる革新に不可欠です。

2. 自動車産業

自動車産業においても、 CNC加工技術は重要な役割を果たしており、エンジン部品（シリンダーブロック、シリンダーヘッド、クランクシャフト、コネクティングロッドなど）、トランスミッションシステム部品（ギア、シャフト、トランスミッションハウジングなど） 、ボディおよびシャシー部品（車体構造部品およびシャシー部品の一部）などの自動車部品の加工に広く利用されています。自動車産業の急速な発展と消費者の自動車性能に対する要求の高まりに伴い、自動車産業におけるCNC加工技術の応用展望はますます広がっています。

3. 電子製品

電子製品製造分野において、CNC加工技術は重要な位置を占めています。主に回路基板、ハウジング、コネクタなどの部品加工に用いられ、具体的な用途としては、回路基板加工、ハウジング製造、精密部品加工などが挙げられます。CNC加工技術は、電子製品部品の効率的かつ高精度な加工を実現し、電子製品の継続的なアップグレードのニーズを満たすことができます。

4. 医療業界

医療機器のCNC加工は、高精度医療機器、インプラント、診断機器の製造に不可欠です。人工関節、脊椎インプラント、歯科補綴物、MRIやCTスキャナーなどの画像診断システムの部品など、様々な用途に用いられています。CNC加工は、患者の安全性と機器の信頼性に求められる生体適合性、厳密な公差、そして優れた表面仕上げを実現します。

5. 金型製造業

金型製造はCNC加工技術の非常に重要な応用分野です。CNC加工技術の金型製造への応用は、主に射出成形金型加工、ダイカスト金型加工、その他の複雑形状金型の加工、ガイドポスト、ガイドブッシュ、エジェクタピンなどの標準金型部品の加工、破損または修正が必要な金型の修理、加工などです。この点で、金型製造の精度と効率の向上に伴い、製造コストが削減され、金型製造産業の急速な発展が加速しています。

6. エネルギー産業

エネルギー業界では、 CNC加工技術が様々な機器や部品の加工にも広く利用されています。例えば、圧力容器、熱交換器、パイプラインなどの主要部品の加工、石油掘削リグ、掘削ツールなどの機器の加工・製造などです。エネルギー業界におけるCNC加工の応用は、機器や部品の加工精度と効率を向上させ、エネルギー業界の持続可能な発展を促進しています。

CNC 機械工は何をしますか?

CNC 技術者は製造業において重要な役割を果たし、コンピュータ数値制御 (CNC) 技術を利用して工作機械を制御し、精密な CNC 加工を行う責任を負っています。

プログラミング

CNC加工士の仕事には、起動前の点検、工具の取り付け、パラメータの調整、そして機械を最適な状態に維持することが含まれます。その過程で、彼は進行中の動作を観察し、安定性と精度を確保するために設定を変更し、工具の衝突などの問題を迅速に診断してトラブルシューティングを行います。

機械操作

維持する

設備の取扱説明書や操作マニュアルの規定に従って、潤滑油量、冷却液量、空気圧などの点検を含む、工作機械の日常的な保守、メンテナンス、清掃を実施し、工作機械の正常な動作を確保します。工作機械の保守計画に従って、熱交換器フィルターの清掃、ツールプルボルトの点検、各軸の機械原点の点検など、より詳細な保守作業を実施し、工作機械の耐用年数を延ばします。保守記録、トラブルシューティング記録など、工作機械関連情報を整理・保管し、工作機械のその後の使用や保守の参考とします。

図4: LS Manufacturingによるコンピュータ数値制御製造のための合理化されたCAD/CAMプロセス

CNC加工サービス会社を選ぶ際に考慮すべき要素

CNC加工サービス会社を選ぶ際には、考慮すべき重要な要素がいくつかあります。具体的には以下のとおりです。

1. 処理能力と技術レベル

企業にとって、CNC加工に対応する能力と技術水準は極めて重要です。例えば、聚盛は優れた製造加工能力と技術的専門知識で広く評価されています。

2. 技術力と経験

当社が豊富な技術力と経験を確保するためには、様々な難度の高い処理タスクに対応できる経験豊富なエンジニア、プログラマー、オペレーターからなる専門チームを編成する必要があります。過去の成功事例を分析することで、類似プロジェクトにおける実績と蓄積された経験を包括的に把握し、技術力とサービス品質を効果的に評価することができます。LS Manufacturingは豊富な経験と実績に基づき、この専門分野における確固たる地位を築いています。

3. 品質管理システム

加工品の品質を確保するためには、原材料の品質検査、工程フローの厳格な監視、最終製品の検査に至るまで、包括的な品質管理システムを構築する必要があります。加工精度が期待通りの精度に達するよう、企業が使用する検査ツールと設備を熟知することが重要です。LS Manufacturingは、CNC加工プロセスに最先端の検査ツールを導入し、各部品が厳格な業界基準を満たし、顧客の期待を大きく上回ることを保証します。

4. 価格と費用対効果

弊社の見積りは公正かつ透明性が高く、隠れた料金がなく、サービスの品質、製造精度、納期など、複数の要素と整合性のある価格設定が求められます。価格、品質、納期、アフターサービスなど、複数の要素を総合的に比較検討した上で、費用対効果の高いサービスプロバイダーを選定しました。LS Manufacturingはお客様に競争力のある価格をご提供しますが、製品の品質を損なうことはありません。

5. 納期とアフターサービス：

タイムリーな供給と効率的なアフターサービスは、顧客満足を確保するための中核要素です。当社は、お客様のニーズにタイムリーかつ効率的に応えられるよう、この両面で優れた実績を誇ります。

6. 会社の資格:

同社の認証と資格は、専門能力を証明するだけでなく、業界標準への厳格な準拠も反映しています。LS Manufacturingのこれらの資格は、CNC加工分野における同社の評判をさらに確固たるものにしています。

LS Manufacturingはこれらすべての基準を満たしています。機能ガイドをリクエストしてください

ワンストップサービスを提供するLS Manufacturingをお選びください

高品質な機械加工サービスを得ることは、迅速な生産成功にとって不可欠な目標です。当社は機械加工会社として、初期の荒加工から最終仕上げまで、お客様の機械加工ニーズにお応えする包括的な機械加工サービスを提供しています。

15年以上の数値制御加工の経験に基づき、最大0.005mmの公差に対応する部品を加工し、即日見積もり、72時間以内に納品いたします。80個以上の様々な数量の部品を生産しています。試作・量産のお客様に、最高品質かつ最も効率的な金属部品加工サービスを提供することが私たちの目標です。原材料管理から製品検査まで、常に卓越した品質を追求し、完璧な結果をお届けします。

LS Manufacturingは、製造におけるあらゆる細部の重要性を認識しています。そのため、お客様のご期待に応えるだけでなく、品質と外観の美しさにおいてそれを上回る製品を提供することをお約束します。信頼できるプロフェッショナルな荒加工サービスプロバイダーをお探しなら、 LS Manufacturingを信頼できるパートナーとしてご検討ください。加工プロセスの効率性と卓越性を実現します。

よくある質問

1. 試作および量産の一般的なリードタイムはどれくらいですか?

弊社の標準的なプロトタイプの配送には 3 営業日かかります。また、生産バッチの場合は、数量と複雑さに応じて5～15 営業日かかります。

2. 医療や航空宇宙などの重要な用途の部品の品質をどのように確保しますか?

品質は当社の標準です。医療機器に関するISO 9001:2015およびISO 13485:2016の認証を取得しています。CMMなどの専門機器は、「受入材料検査、工程検査、最終検査」の3つのチェックポイントシステムをサポートし、 CNC加工における厳格な公差を維持しています。重要なプロジェクトには、完全なトレーサビリティを確保するために、詳細な検査報告書をご用意しています。

3. 料金体系はどのようなものですか？正確な見積もりをもらうにはどうすればいいですか？

当社の価格は透明性が高く、材料費、人件費、準備費、後加工費が含まれています。CADファイルをオンラインプラットフォームにアップロードしていただければ、数時間以内に詳細なCNC加工のお見積もりをお送りいたします。追加料金は一切かかりません。

4. 最小注文数量はありますか?

当社は非常に柔軟に対応いたします。試作段階では最小発注量（MOQ）は不要で、1個からでも生産を開始できます。生産段階では、小ロットから大量生産まで、段階的な価格設定で対応いたします。

5. 設計変更に対応し、知的財産を保護するにはどうすればよいでしょうか?

各お見積もりには、設計の最適化とコスト削減を目的とした無料のDFM分析レポートを添付いたします。お客様のデータは秘密保持契約（NDA）により厳重に保護され、知的財産のセキュリティを確保いたします。

6. どのような材質や表面処理ができますか?

当社では、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンを含む50種類以上の金属に加え、 PEEKやULTEMなどのプラスチックも加工しています。また、陽極酸化処理、電気めっき、粉体塗装、不動態化処理など、20種類以上の表面処理も提供しています。

7.組み立てから後加工までワンストップサービスをご提供していますか？

はい、当社は CNC 加工に加えて、板金、 3D プリント、表面仕上げ、完成品の組み立てを含む真のワンストップ サービスを提供し、サプライ チェーンの管理を容易にします。

8. プロジェクトを開始するにはどのような書類を提出する必要がありますか？どのようなコミュニケーションプロセスが必要ですか？

STEP、IGS、2Dエンジニアリング図面などの3D CADファイルをご提供ください。提出後、専任のプロジェクトマネージャーがプロセス全体を通して現場に常駐し、見積もりから製造、納品まで、あらゆる段階でシームレスなコミュニケーションと完全な透明性を確保します。

まとめ

CNC加工は、高精度、高効率、そして優れた適応性を備え、現代産業の発展を牽引する中核技術となっています。様々な産業の主要部品の製造に広く利用されているだけでなく、生産モデルの革新と産業の高度化を継続的に推進し、製造業のインテリジェント化に欠かせない基盤となっています。

今こそ、高度な製造能力を製品の競争優位性へと転換する時です。今すぐ部品図面をアップロードしていただければ、LS Manufacturingの専門チームが無料のDFM製造可能性分析と正確なお見積もりをご提供いたします。プロフェッショナルな対応をお選びください。当社の技術力は、お客様の次の革新的なプロジェクトを守り、高精度で高品質なソリューションを共同で創造します。

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このページの内容は情報提供のみを目的としています。LS Manufacturingサービス情報の正確性、完全性、または有効性について、明示的または黙示的を問わず、いかなる表明または保証も行いません。サードパーティのサプライヤーまたはメーカーが、LS Manufacturingネットワークを通じて性能パラメータ、幾何公差、特定の設計特性、材料の品質と種類、または製造技術を提供すると推測しないでください。これらは購入者の責任です。部品の見積もりが必要です。これらのセクションに関する具体的な要件をお知らせください。詳細については、お問い合わせください。

LS製造チーム

LS Manufacturingは業界をリードする企業です。カスタム製造ソリューションに注力しています。20年以上の経験と5,000社以上の顧客基盤を有し、高精度CNC加工、板金加工、3Dプリント、射出成形、金属プレス加工、その他ワンストップ製造サービスを提供しています。
当社の工場には、ISO 9001:2015認証を取得した最先端の5軸加工センターが100台以上あります。世界150カ国以上のお客様に、迅速、効率的、かつ高品質な製造ソリューションを提供しています。少量生産から大規模なカスタマイズまで、お客様のニーズに最速24時間以内の納品で対応いたします。LS Manufacturingをお選びください。それは、効率性、品質、そしてプロフェッショナリズムを意味します。
詳細については、当社の Web サイト（ www.lsrpf.com ）をご覧ください。