あなたはクールなガジェットをスケッチし、実際のサンプルを早く欲しいと思っている。しかし、どのブロックを粉砕機に突っ込むべきか？選択を誤ると、割れたり、溶けたり、予算が吹っ飛んだりします。だからこそ、「サイクルスタート」を押す前に、プロトタイプCNC加工に最適な材料を知っておくことが重要なのです。以下のトップ材料グループ プロトタイプCNC加工 である：

1. 軽量だが丈夫なアルミニウム製。
2. ステンレス鋼を含む硬鋼。
3. ハイテクチタン、真鍮、銅。
4. ABS、PC、POM、PEEK、ナイロンなどの汎用プラスチック。
5. ファーストパスのテストカット用に、低予算の発泡スチロールまたはMDFを用意する。

それぞれの金属やプラスチックがどのように輝くのか、CNC旋盤の利点が3Dプリントを凌駕するのはどのような場合か、信頼できるCNC旋盤がフライス盤を凌駕することがあるのはなぜか。表、簡単なヒント、簡単なチェックリストですべてを包みます。

機能プロトタイプCNC加工に材料を合わせる

すべてのプロジェクトには、重量を維持する、熱に耐える、グラム数を節約する、あるいは単に安価であり続ける、という仕事があります。プロトタイプのCNC加工に使用する材料は、この1つのニーズに基づいて選ぶ必要がある。アルミニウム6061は、軽量でバターのように加工できるため、ドローンのフレームに適しています。ステンレス316はフードミキサーを錆から守る。PEEKは250 °Cで耐熱性を発揮し、ホットエンドのプリンターブロックに最適です。銅は超人的な伝導性で電子機器を冷却する。シンプルなナイロン製ギアも、自己潤滑性があるため、埃っぽいおもちゃでは金属製より長持ちする。その秘訣は、棒材を購入する前に、強度、熱、重量、導電性、コストという5つのレバーのバランスをとることだ。正しいレバーを引けば、プロトタイプは機能するだけでなく、一発でデザイン・レビューに合格する。

強度と重量 

強靭でありながら軽く、燃料と手首を節約。アルミニウムとチタンがこのコンボをリードする。A メタルCNCマシン は、ドローンのためのグラムをトリミングし、ビビリなしで深いアルミニウムをポケットすることができます。チタンは重いが強度は2倍で、曲がらない整形外科のネジに最適だ。ガラス繊維入りナイロンのようなプラスチックは、金属より軽いがノートパソコンのヒンジに十分な強度を持つ。

熱と火花

エンジン、オーブン、LEDはすべて熱を発生する。ステンレス鋼は600 °C、PEEKは250 °C、アルミニウムは150 °Cで軟化する。注意深く CNCマシンのアプリケーション 冷却フィンには、6061よりもクリープに強い7075-T6のような合金を選ぶことを意味する。銅は熱を素早く拡散させるが、価格が高く、切削性が悪い-送りが遅く、鋭利な工具が必要だ！

財布と期限 

初期のモックアップは、フィットチェックのために安価なABSや発泡スチロールを使うことができる。形とフィットが決まったら、最終的な金属にステップアップする。真鍮の小さな板を注文すれば、チタンビレットより安価で、しかもよりきれいに仕上がる。CNCマシンの利点である、素早い工具交換、高い再現性、低い固定具を覚えておいてほしい。

アルミニウム-速く、友好的なチャンピオン

アルミニウム6061は、鋼鉄の5倍の速さで切削するため、工具の摩耗や財布のストレスが少なく、プロトタイプのCNC加工で輝きを放ちます。部品はサテンのような光沢でバイスを出てくるので、ほとんど磨く必要がありません。バイス上で CNC旋盤アルミニウムの欠片はきれいに割れ、カメラのレンズリングに最適です。強度の高い7075は、1グラム単位が重要なドローン用モーターマウントに最適。アルマイト処理により、虹色に輝き、傷防止にもなります。

情報 典型的な送り：6061用6mmエンドミルで0.05mm/歯、10000rpm。

軟鋼と合金鋼-日常の筋肉

プロトタイプが最終的な工業用負荷を模倣する必要がある場合、スチールがその役割を果たします。1018軟鋼はフレームの溶接が容易で、4140合金は熱処理でギヤの靭性が向上する。カッターの回転は遅くなるが、その分衝撃に強い。錆を避けるには、軽油でパーツを拭くか、次のヒーローであるステンレスにステップアップします。

事実だ： 熱処理された4140の硬度は40HRCに達し、6061アルミニウムの約2倍である。

ステンレススチール-錆に強いワークホース

キッチンブレンダー、医療用クランプ、屋外用ロボットは腐食ゼロを要求する。ステンレス304は大丈夫。316は少し高いが、塩水噴霧に耐える。鋭利な超硬合金と安定したクーラントを使い、加工硬化を防ごう。ステンレスの重さは振動に勝り、三脚のベースにも便利。

簡単なヒント カッターの刃先を冷やすため、最初の1分間が経過したら、表面速度を20%下げる。

チタン-軽く、強く、派手

宇宙船の雰囲気が必要？チタンは半分の重さで鋼鉄のような筋肉を提供する。体液に強く、骨プレートに最適だ。しかし、バネのような性質があるため、びびりやすい。ゆっくりとした送り、高濃度のクーラント、小さなラジアルカットが、チタンを和らげます。最高のメタルCNCマシンでさえ、ここではスタビーなツールホルダーが役立ちます。

危険だ： 乾燥した切り屑は発火の危険があるため、速やかに切り屑を掃除し、クラスDの消火器を常備すること。

真鍮と銅-滑らかで導電性

真鍮C360がエレガントなノブに変身 CNC旋盤加工サービス バター風味のチップ銅C110は、LEDとPCBから熱を逃がす。どちらも軽く磨くとピカピカになります。注意：純銅は粘着性があるので、潤滑油をたっぷり塗ってください。

成功だ： 真鍮の切削性は、比較表で100 %付近を推移しており、アルミニウムよりも速く切削できる。

ABSとナイロン・バジェット・プラスチック・オールスターズ

ABSは溶けることなく粉砕するため、スナップフィットのエンクロージャーに最適です。ナイロンの自己潤滑性は、ロボットの摺動部品に適している。プラスチックは、ハイヘリックスOフルートビットとバキュームホールドダウンが最適です。ギヤのサンプルを数時間で作りたい？プラスチックは、騒音、切り屑の乾燥、価格において金属に勝る。

ポリカーボネートとアクリル・クリアの選択

透明なハウジング、ライトパイプ、ショー・アンド・テル・モデルは、これらのプラスチックが大好きだ。ポリカーボネートは丈夫で、アクリルは透明だが脆い。スピンドルの速度が低いと、エッジが溶けるのを防ぐことができます。レーザーカットされたアクリルパネルと、強度のためにCNCフライス加工されたボスを組み合わせるハイブリッドは、CNCマシンの多様な応用を示しています。

POM（デルリン）-クリック・アンド・スナップ精密

公差が重要な場合、POMはそれを実現します。クリープが少なく、治具や固定具に適しています。表面仕上げは滑らかで、コンベヤホイールの抵抗を減らします。切り屑はスプリングのようにカールし、作業エリアを整頓します。

PEEK-高温スーパーヒーロー

オートクレーブや高温の油にさらされるプロトタイプでは、PEEKは250℃でも耐えられる。バターを塗った広葉樹のように切削できますが、金のようにコストがかかります。PEEKでプロトタイプのCNC加工を成功させるには、多くの場合、安価なプラスチックで粗加工を行い、実際のPEEKで最終加工を行い、適合性を確認する必要があります。

テーブルクイックピック素材ガイド

3DプリンティングではなくCNCを選ぶ理由

について CNCマシンの利点 3Dプリンターが今でも追い求める、厳しい公差、実際の材料グレード、鏡面仕上げなどの仕事が可能です。フライス加工では、流体を密封する際に不可欠なレイヤーのアーチファクトもスキップできます。プリントで形状を試し、フライスで強度を試す。両方をブレンドすることで、迅速な反復が可能になります。

プロトタイピングにおけるCNC旋盤の役割

すべての部品がブロックというわけではない。シャフト、ブッシュ、プーリーは、CNC旋盤で生き生きと加工されます。旋盤加工では、固定された工具の周囲を素材が回転し、0.01 mm以下の真円度が得られます。外径の旋盤加工とキー溝のフライス加工を組み合わせることで、段取りを半分に削減できます。

情報 ライブツール旋盤は、パーツを他の機械に移動することなく、平らなパーツを加工します。効率アップ！

業界を超えたCNCマシンの用途

歯科用インプラントからレーシングカーのペダルまで、CNC機械技術の応用は隅々まで行き渡っている。 メディカルチタン製骨ネジ。 航空宇宙アルミリブ消費者技術：ABSスマートウォッチの筐体。これらのカテゴリーを理解することで、最終製品に近い材料仕様を選ぶことができ、プロトタイプの精度が高まります。

限界とデザインの微調整

超薄型フィンが振動し、深いポケットが切りくずを捕捉。フィレットの追加、スロットの拡大、パーツの分割など、加工しやすいように設計を調整する。早めのDFMチャットが、後の工具の破損を防ぎます。強大な金属CNC工作機械も物理学に従う。

警告 安全なアスペクト比のために、最小工具径≈10×ストック高さ-計算を大切に！

結論

適切な素材を選ぶことは、プロトタイプのCNC加工を成功させる心臓部です。アルミニウムはスピードを提供し、鋼は筋肉をもたらし、ステンレスは錆と戦い、チタンは重量を削減し、真鍮と銅は気品を加え、プラスチックは予算とステルス性をカバーします。これらの選択肢を、CNCマシンの精度、CNC旋盤の丸い腕前、CNCマシンのトリックの幅広い応用の利点と組み合わせることで、あなたのプロトタイプは、コンセプトからテストベンチまで記録的な速さで飛躍します。次のデザイン・スプリントでは、材料科学にツールパスをガイドさせ、成功が削り取られるのを見守りましょう。

よくあるご質問

プロジェクトの途中で材料を交換することはできますか？
しかし、新しいツールパスシミュレーションを実行してください。

どのようなプラスチック製スレッドが最適ですか？
POMはインサートなしでネジを保持する。

アルミニウムはエンジン部品として十分な強度を持つのか？
多くの場合、熱が150℃以下にとどまるのであれば、スチールかチタンを使う。

プラスチックにクーラントは必要ですか？
通常は送風で十分だが、水はナイロンを膨張させることがある。

CNCの公差はどこまで厳しくできるのか？
適切な工具を使用すれば、試作品では±0.01mmが一般的だ。