執筆者 Lynn Xmake | 9月 25, 2024
CNC 加工は製造業で重要な役割を果たしています。アラスカからシベリア、グリーンランドからウシュアイアまで、世界中の企業が最先端の CNC 加工機器と技術の開発に精力的に取り組んでいます。彼らの目標は、製品の品質を向上させ、注文量を増やし、最終的に利益を増やすことです。
過去 1 世紀にわたって、数多くの CNC メーカーが大きな認知度を獲得し、現在もその地位を維持しています。祖父の多くがまだ生まれていなかった時代に設立されたこれらの企業は、今日でも大きな影響力を発揮し続けています。
ただし、この期間中、何も停止したり終了したりすることはありません。市場には、より若い企業、より独創的な思考、そして新しい人材が必要です。過去 50 年間で、技術の進歩、消費者行動の変化、マーケティング戦略の変更に応じて、数多くの CNC マシン メーカーが登場しました。これらのメーカーは、優れた製品で着実に市場を席巻してきました。
近年、驚異的な成功と急成長を遂げた CNC マシン メーカーにはどのようなものがありますか? 「最近の」および「急成長」の定義は何ですか?
「急成長」と定義できるメーカーはどれでしょうか?
ランキングには基準があります。エントリー基準について明確にしておきましょう:
1. 設立期限:
エントリーの設立期限は 1974 年 (今から 50 年後) と設定しました。これは、CNC加工の分野には「100年の歴史を持つ店」が多すぎるためです。特に創業が早い老舗の強豪は排除したいのです。
このリストには、1919年創業のマザック、1923年創業のトライアンフ、1890年創業のハーディング、60年以上営業しているGFマシニングソリューションズ、第二次世界大戦にまで遡る珍しい中国企業は含まれていません。
上記のメーカーはいずれも創業が早すぎたため、利益や収益成長率の面で基盤的な優位性があり、そのほとんどは徹底的な再編を行っていません。
ここで問題となるのは、年間売上高が高く、事業が急速に拡大し、製品が繰り返し登場しているにもかかわらず、財務報告書や業績だけに基づいて1980年代以降に創業された企業と比較するのは明らかに不適切だということです。
2. 事業制限
CNC 機器、付属品などの製造販売を中核事業とする必要があります。
3. 近年の注目すべき進歩
「最近」の期限は 2020 年以降であり、進歩とは大幅な収益性、資金調達、株価上昇、技術革新、新製品開発などの形で表すことができます。よく知られている理由により、2020 年は大多数のビジネスに最も大きな影響を与える世紀の年であり、その年以降も生き残り、何らかの成功を収めた企業が恩恵を受けることになります。
最も急成長している CNC マシン製造業者 10 社
これらの基準に基づいて、急速に成長し、近年大きな進歩を遂げ、協力者や投資家の注目に値する 10 社の CNC 製造業者を見つけました。
ただし、各社は専門分野が異なり、成功を達成する方法も異なることも指摘しておく必要があります。当社の評価基準では、単に順位が上か下かというだけです。
メーカー
設立
強みと最近の成果
Haas Automation
1983
研究開発に注力しています。
CNC と自動化生産のリーダーです。
2024 年に新製品を発売し、商業パートナーシップを獲得します。
DN Solution
2022
利用できる製品が豊富で、管理システムは完璧です。
企業は世界中にネットワークを持っています。
2024年までに、ヨーロッパと東南アジアに多額の投資が行われるでしょう。
SYIL
2001
コストパフォーマンスに優れ、高精度、高耐久性。
近年、数多くの新製品が発売されています。
Taiken
2005
当社は完全に自律的な知的財産権を保有し、ISO 認証を取得しています。
当社は 5 軸加工と高精度加工を専門としています。
2024 年には 5 つの新しい 5 軸加工製品を発売する予定です。
Koss Aerospace
1975
航空宇宙部品に特化。
優れた生産プロセス。
2024年にDCMに買収される。
Huazhong CNC
1994
当社はハイエンド CNC システムの開発と応用を専門としています。
近年、堅調な収益成長を遂げています。
CloudNC
2015
AI ソフトウェアで CNC 加工に革命を起こします。
急速な資金調達が進行中です。
HT Haitian Precision
2002
同社は、明確な技術的優位性を持つハイエンド工作機械を専門としています。
同社は収益を拡大しており、複数の海外子会社を設立しています。
Sunlight-Tech
2008
レーザー微細加工技術と太陽光電子変換を専門としています。
2024年には、複数のインターネット企業と提携してデータベースを強化する予定です。
Coast Runner
2023
一般向けに小型で操作が簡単な CNC マシンを設計しています。
現在、あらゆる方面から大きな注目を集めています。
1. Haas Automation
1983 年に設立され、米国カリフォルニア州に本社を置く Haas Automation, Inc. は、世界最大の CNC 工作機械メーカーの 1 つです。高度に自動化された生産ラインに加え、この会社は回転テーブル、非常に耐久性の高い CNC フライス盤、その他の製品の製造で有名です。
英国バーミンガムで開催された MACH 2024 では、TM-OP ツールルーム ミル、ST-15Y Y 軸旋盤、3+1 パレット プールを備えた VF-2SSYT など、新製品を披露しました。同社は正式にレーシング スポーツ カーの機械加工部品の市場に参入し、Pratt Miller Motorsports との関係も確立しました。
2. DN Solution
2022年6月、韓国の工作機械業界の有力企業である斗山マシンツールとDNオートモーティブが合併し、DNソリューションズを設立しました。DNソリューションズは、5軸加工、重切削、複雑部品加工、高速加工を専門とする多様な製品ポートフォリオで知られています。
2024年2月、DNソリューションズは欧州技術センターを開設し、ドイツに拠点を置くモジュールワークスに戦略的投資を行いました。同月、ベトナムに法人を設立し、東南アジア市場での事業開始を公表しました。
3. SYIL CNC Machine
SYIL CNC Machine Tools は、精密 CNC 工作機械メーカーとして国際的に認められています。同社の製品は、その精度、コスト効率、操作のシンプルさで高く評価されており、中小企業や業界の初心者に特に適しています。
SYIL CNC Machine は、高く評価されている SYIL X5 Mini CNC Mill や革新的な SYIL U5 5 軸 Mill など、2024 年にいくつかの新製品を発売しました。
4. Taiken
Taiken は、深センジェネシスマシナリーが所有するブランドです。深センジェネシスマシナリーは、インテリジェント機器の製造、研究開発、販売、サービスを統合するハイテク企業として位置付けられています。彼らの専門知識は、特に複雑な曲面部品やボイドの処理における卓越した 5 軸加工能力にあります。
彼らは、第 13 回中国 CNC 工作機械ショー (CCMT2024) で、Q7 水平 5 軸加工センターや T-500U 5 軸ドリルおよびフライス加工センターなどの新しいアイテムを展示しました。
5. Koss Aerospace
Koss Aerospace の主な焦点は、航空機の構造部品の製造です。
同社の高速フライス加工技術は非常に強力で、基本的な 3 軸から複雑な 5 軸構成まで、幅広いアセンブリを処理できます。
2024 年 7 月 19 日、DCM グループは Koss Aerospace の買収を発表しました。
6. Huazhong CNC
武漢華中数値制御有限公司は、中国のCNCシステム業界で最初の上場企業です。同社は、5軸加工技術をデジタル化、インターネット、人工知能技術と完全に統合し、国際的に先進的なレベルに到達することを目指しています。
2024年第1四半期、同社のCNCシステムと工作機械からの収益は1億6,300万人民元(2,280万米ドル)で、前年比42.15%増加しました。
7. CloudNC
クリス・エメリーとテオ・サヴィルは2015年にロンドンを拠点とするCloudNCを設立しました。同社の基本コンセプトは、AI技術を活用して製造プロセスを簡素化し、製造効率を高めることです。
2024年にはシリーズBからシリーズCの資金調達へと急速に拡大しています。
8. HT Haitian Precision
寧波海天精密工業株式会社は、CNC工作機械の製造を専門とする上場企業です。特にガントリー加工センターの分野では傑出しており、トップクラスの市場シェアと複数の製造拠点を有しています。
2023年の海天精密の営業利益は33億2,300万元(4億6,500万米ドル)で、前年比4.59%増でした。海外売上高は5億9,400万元(8,300万米ドル)で、前年比76.06%増でした。
9. Sunlight-Tech
Sunlight-Tech は、エンジニアリング コンサルティング、自動化、ロボット統合、フェムト秒レーザー契約製造を専門としています。レーザー微細加工技術、エネルギー変換システム、エネルギー効率ソリューションに大きな強みを持っています。
2024 年、Sunlight-Tech はさまざまな Lenovo AI イノベーターを統合することでアプリケーション ライブラリを拡張しました。その後、Sunlight-Tech は、企業がエッジ データの価値を活用できるように支援するために Linebreak とのコラボレーションを発表しました。
10. Coast Runner
Coast Runner は 2023 年に設立されたスタートアップ企業です。非常に特殊な製品とコンセプトを持ち、価格 2,400 ドル、小型、高性能、AI 機能、一般向けの教育システムを備えた CNC フライス盤を発売する予定です。
CES 2024 ですでにデモを行っています。
まとめ
過去数年間、これらの 10 社の CNC マシンメーカーは、成功を収め、大きな成長を遂げてきました。成功までの道のりは多岐にわたりますが、それでも私たちは彼らの経験から貴重な洞察を引き出すことができます。
1. グローバルな視点を持つこと。 これらの 10 社は、米国、英国、カナダ、中国、韓国など、さまざまな国を代表しています。これは、CNC 加工におけるドイツと日本の歴史的優位性からの転換を示しています。また、いくつかの有望な企業が今後も世界中で出現し続けることを示唆しています。
2. 新しいトラックの作成と新しいツールの使用に細心の注意を払う必要があります。 これらの企業は、航空宇宙、レーザー、自動化など、さまざまなことに長けています。多くの企業が AI や CNC などの新しいテクノロジーを組み合わせており、新しいタイプの顧客を獲得したいと考えています。これらすべてのことは、CNC 切削市場にはまだ大きな成長の余地があることを示しています。
3. 彼らはイノベーションの研究開発に多大な注意を払っています。 これらの企業は、間違いなく新しい技術、改良された製品、優れた品質を提供します。競争が激化する市場では、CNC メーカーが事業を継続し、利益を上げるためには、研究開発に投資し続け、技術革新と製品機能の継続的な改善を行う必要があります。
4. 信頼できる協力者を探す場所を知る。 これらの 10 社は、他の企業と長期的なパートナーシップを維持しているか、有名ブランドによる買収を経験しています。調査によると、評判の良い 2 つの企業が協力する場合、1+1 は通常 2 より優れています。信頼できるパートナーを持つことは、ビジネスにとって非常に有益です。
そして、長期的で信頼できる CNC 加工パートナーを探しているなら、素晴らしい選択肢があります。
XMAKE とこれら 10 社のメーカーとの関係はどのようなものですか?
実際、XMAKE は活気にあふれ、急速に成長している企業です。2019 年の創業以来、デジタル製造プラットフォームのブランドと「クラウド パワー イノベーション」というスローガンの下、XMAKE は 50 の多様な業界で 100 万個を超えるパーソナライズされた部品の製造に成功しています。
XMAKE は、CNC 加工の変化と進歩を世界規模で綿密に監視してきました。これらの 10 社には、当社の過去のコラボレーションと、潜在的なサプライヤーの現在のターゲットの両方が含まれています。
当社の使命は、一流企業と提携して、高品質でコスト効率の高い、優れた非標準部品をお客様にお届けすることです。
執筆者 Lynn Xmake | 9月 25, 2024
CNC フライス加工は、回転する切削工具を使用して、ワークピースと呼ばれる固体ブロックから材料を除去する製造技術の一種です。
航空宇宙、自動車、医療、電子機器の分野では、CNC フライス加工の優れた精度 (許容誤差は ±0.0005 インチ)、一貫したパフォーマンス (人間の介入がほとんど不要)、適応性 (さまざまな材料を処理できる)、自動化 (連続操作) により、この技術が頻繁に採用されています。
ただし、完璧な技術は存在しないことに留意することが重要です。CNC フライス加工では、一貫してさまざまな問題を検出、分析、解決し、その後再発します。CNC メーカーが現在 CNC フライス加工に関して抱いている主な懸念は何ですか? その原因は何ですか? 結果はどのようなものですか? 評判の良いメーカーはこれらの問題にどのように対処していますか?
フライス加工で最も一般的な問題は何ですか?
工場の最前線のオペレーターとエンジニアからのフィードバックに基づいて、フライス加工で非常に一般的な問題をいくつかまとめました。
材料の損傷
フライス加工装置の操作方法 (工具の周りにワークピースを固定する) によって、へこみや欠けが生じる可能性が決まります。これは、硬度の低い材料の場合に特に問題となる可能性があります。
表面処理が不十分
フライス加工サービスを求める顧客は、さまざまな業界から来ている可能性がありますが、それでも、ワークピースの表面の滑らかさと見た目の美しさに高い期待を持っています。表面仕上げが不適切であると、次のような問題が発生する可能性があります。
1. 過度の発熱
2. 過度の冷却
3. 表面の損傷
4. 外観の一貫性がない
5. 魅力のない最終製品
これは、顧客の期待に応えられないだけでなく、メーカーの評判に大きな影響を与える可能性があります。
切削工具の不適切な使用
一部の製造業者は、次のような行為を行う可能性があります。
6. 摩耗した工具や低品質の工具、あるいは不注意によるフライス加工用の不適切な工具の使用
7. 専門性の欠如とコスト削減の動機。
これにより、切削の効率と精度が低下し、表面が粗くなったり、ワークピースの測定が不正確になったりする可能性があります。
ワークピースの位置が不適切
フライス加工では、工具に合わせてワークピースを移動する必要がありますが、それでもワークピースを所定の位置に固定する必要があります。ワークピースの締め付けが不十分な場合、次のような結果が生じる可能性があります。
8. フライス加工中のずれ
9. ワークピースが制御不能になり、加工装置に衝突して損傷を引き起こす。
保守
多くの企業、特に貧困国の企業は、機器の保守と保守の実践にもっと注意を払う必要があります。よくある間違いには次のものがあります:
10. フライス加工装置に溜まった破片を定期的に清掃しない
11. 工具を定期的に交換しない
12. 機械加工プロセス全体を通じて、装置の過熱を無視する。
これは、機械加工のエラーや不正確さに簡単につながります。
故障
悪魔はしばしば細部に潜んでいます。高度で細心の注意を要する機械加工技術であるフライス加工は、次のようなさまざまな問題に直面することがよくあります:
13. 専門的でない CAD 図面
14. 誤った G コード プログラミング
15. 顧客とのコミュニケーションが不十分で、ワークピースが仕様を満たさない
16. フライス加工作業を担当する経験の浅い人員
17. 操作ミス
18. 不適切な送り速度
19. 誤ったスピンドル速度
20. 望ましくない切削深さ
21. 材料、工作機械、切削器具に関する知識が不十分。
ツールの振動と機器の振動
フライス加工では、ワークピースをツールの動きに合わせて動かす必要がありますが、この手順は振動の影響を受けやすいものです。過度の振動は、次の原因となる可能性があります。
22. 表面の傷
23. ツールの寿命の短縮
熱エネルギーの生成と調整
フライス加工は、その固有の摩擦と高速性により、加工プロセス中に必然的に大量の熱を生成し、次の原因となる可能性があります。
24. 加工する材料の品質に影響を与える
25. 切削ツールの有効性に影響を与える
メーカーは、これらすべての問題を経験したわけではないかもしれませんが、これらすべての問題に悩まされてきました。
CNC メーカーはフライス加工の問題をどのように解決しますか?
前述の点を考慮して、フライス加工業界で優れたフライス加工サービスと製品で高く評価されている 10 社の大手 CNC メーカーのリストを作成しました。
以下に、これらのメーカーに関する基本情報と、一般的なフライス加工の問題を解決するための戦略を示します。
メーカー
設立
フライス加工におけるパフォーマンス
Okuma
1898
機械加工時の熱放出と形状公差を厳密に制御。
機械衝突回避メカニズムによりリスクが大幅に軽減。
GF Machining Solutions
1861
貨物とオペレーターの安全を確保。
ソフトウェアとシステムは簡単に操作できます。
時間とスペースを大幅に節約。
FANUC
1972
幅広い産業オートメーションソリューションを提供。
強力なメンテナンスチーム。
運用知識の普及に大きく貢献。
XMAKE
2015
革新的な生産モデルを使用して、オンラインでの即時見積もりとクラウドベースのイノベーションを実現します。
広範な技術ライブラリ。
幅広い材料に特化。
Starrag
1912
幅広い加工問題に対応できる広範な技術ライブラリ。
イノベーションを通じて問題に対する解決策を継続的に研究。
MAG
2005
顧客のニーズに合わせてソリューションをカスタマイズする専門知識。
同じマシンで複数の問題を解決する能力。
CNC Masters
2000
基本的なCADおよびCAMコースとプログラミングチュートリアル一式を提供します。
実践的なCNC加工スキルの開発に重点を置いています。
BYJC
1949
技術革新を重視し、多数の特許を保有しています。
技術的問題を共同で解決するための国際協力を推進しています。
WZ
1955
自己管理モデルを改革し、有効性と革新性のレベルを高める。
より多くの専門的才能を育成する。
Mikron
1908
+/- 0.002 mmの精度を実現。
ツールモニタリングシステムは、加工を支援するために独自に設計されています。
1. Okuma
オークマは、電子機器を使用した高度にインテリジェントな工作機械の有名なメーカーです。同社の製品は、さまざまな分野で広く利用されています。
同社の顧客サービス能力は並外れています。オークマは、精度と効率を妨げるさまざまな問題に対処することで、顧客の生産性を向上させることができます。同社は、精密な熱変位制御、幾何学的誤差の測定と補正、サーボ制御機能の最適化、衝突防止機械機能などの高度な技術を実装することでこれを実現しています。
2. GF Machining Solutions
GF Machining Solutions は、マルチテクノロジー ソリューションを提供する世界有数のプロバイダーであり、EDM、フライス加工、レーザー テクスチャリング、マイクロマシニング、自動化、デジタル化ソリューションなど、多様なテクノロジーとサービスを提供しています。
フライス加工プロセスにおける同社の注目すべき強みは、人間工学に基づいたソリューションとユーザー フレンドリーな CNC ソフトウェアであり、これにより加工の安全性と操作エラーの防止が向上します。
3. FANUC
富士オートマチック数値制御(略称 FANUC)は、数値制御の研究と製造に注力する企業です。同社は、専門的な CNC システムの世界有数のメーカーであると主張しています。
FANUC は、フライス加工作業におけるいくつかの潜在的な問題の修理と防止を専門としています。同社のメンテナンス チームは極めて堅実で、保証への取り組みは高く評価されています。さらに、同社は専門的な情報の普及に大きく貢献しています。
4. XMAKE
XMAKE は、独自のオンライン クラウド製造方法論を利用して多数のサプライヤーの製造機能を効果的に組み合わせる、業界をリードするデジタル製造プラットフォームです。その結果、優れたコスト効率と設計の柔軟性が実現し、オンラインでの即時見積もりとクラウドベースのイノベーションが可能になります。
フライス加工プロセスでは、この製造モデルの革命により、XMAKE は許容差と精度をより正確に制御し、生産性を向上させ、さまざまな材料との優れた互換性を実現できます。
5. Starrag
Starrag グループは、金属、複合材、セラミックから製造されるさまざまなタイプのワークピースのフライス加工、旋削、穴あけ、研削に使用される高精度工作機械の大手メーカーです。
Starrag は、複雑なアルミニウム合金構造、ベーン加工、クランプ技術など、機械加工の課題に対する追加のソリューションを獲得するために、技術力を多様化してきました。
6. MAG
MAG は、有名な工作機械ブランドである Cross Hüller、Ex-Cell-O、Honsberg、Lamb の合併により設立された、カスタマイズされた製造および技術ソリューションの大手サプライヤーです。
同社はフライス盤を専門とし、洗練された手順で高品質の部品を製造することに優れています。さらに、MAG は機械の導入や自動化ソリューションの作成などのプロジェクトも請け負っています。
7. CNC Masters
CNC Masters は 20 年以上にわたって事業を展開しており、業界に競争力のある価格で CNC フライス加工および旋削サービスを提供しています。
同社は、優れた顧客サービスと技術サポート、独自の製品仕様とアプリケーション プレゼンテーションによって、他の大手競合他社との差別化を図っています。
8. BYJC
北京北一機械工具有限公司 (BYJC) は、高度な CNC 工作機械の製造とサービス提供を専門とする政府所有の企業です。同社は豊かな歴史を持ち、この分野で大きな成功を収めています。
BYJC は、共通のフライス加工の課題に対処するために、先進技術の使用と各国間の連携を奨励しています。同社は 59 件の特許を保有しており、ドイツのコーブルクとイタリアの C.B. フェラーリの最先端技術を導入しています。
9. WZ
武漢重機グループ株式会社は、工作機械製造業界で重要な役割を果たしている中国の著名な国有企業です。
WZ は、技術システム改革を実施することで技術革新能力を強化しました。また、CNC 加工の問題を効果的に解決できる人材の育成も目指しています。
10. Mikron
Mikron Group は、卓越した精度、生産性、適応性を備えた自動化ソリューション、加工システム、切削工具の設計、製造、提供に重点を置いています。
Mikron は、フライス加工作業で高いレベルの精度を実現することに重点を置きます。同社は、顧客がツールを効果的かつ簡単に監視し、全体的な生産性を向上できるように、ツール監視ソリューション Mikron miTool を特別に開発しました。
まとめ
結論として、フライス加工中に遭遇する典型的な問題には、材料の損傷、形状の欠陥、ツールの不一致、ワークピースの誤った位置付け、加工装置の不適切なメンテナンス、不正確なプログラミング、不適切な操作、ワークピースのガタガタ音、不適切な熱制御などがあります。
私たちは、高品質の CNC フライス加工サービスを提供する評判の高いメーカー 10 社をリストアップしました。これらのメーカーは、一般的な問題の解決方法にばらつきがあります。
イノベーション: 技術革新には、技術の改善と加工装置のリスク防止戦略の実装が伴います。企業は、制度、管理、および生産モデルの改善を実施することで、生産上の問題に対処できます。
精度の向上: 精度を維持しながら、製品の品質と加工許容範囲を強化します。
技術ライブラリの拡張: 互換性を向上させ、より多くのカテゴリとタイプの材料を処理できるようにします。
教育と普及: より多くの専門家を育成し、より多くの専門知識を普及させ、処理の難しさとリスクを軽減します。
メンテナンス メカニズム: 特に予防メンテナンスのために、強力な修理およびメンテナンス チームと対応システムを確立します。
それぞれの方法論は異なりますが、共通の目標があります。それは、優れた CNC フライス加工サービスを顧客に提供するために、技術力と管理能力を高めることです。
お客様は、要件と各メーカーの強みに基づいて、CNC フライス加工プロジェクトに最適なパートナーを選択できます。
執筆者 Lynn Xmake | 8月 26, 2024
ABS樹脂は、優れた耐衝撃性、耐熱性、加工性を持つ合成樹脂です。自動車部品、家電製品、玩具など、幅広い分野で使用されています。ABS樹脂の特徴と用途、加工方法、その代替プラスチック素材についても詳しく解説します。ABS樹脂の特性を理解し、適切な用途似合わせて加工方法を選ぶのが重要です。本記事では、ABS樹脂の活用に役立つ情報をお届けします。
ABS樹脂とは?
ABS樹脂は、「アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂」(Acrylonitrile Butadiene Styrene)の略称で、熱可塑性プラスチック の一種です。この樹脂は、次の3つのモノマーの共重合したものから構成されています。
アクリロニトリル (Acrylonitrile): 耐薬品性、耐熱性、強度を提供する成分です。
ブタジエン (Butadiene): 柔軟性、耐衝撃性を向上させるためのゴム成分です。
スチレン (Styrene): 加工性を良くし、光沢や硬度を提供する成分です。
ABS樹脂の主な特徴を解説
耐衝撃性が高い
ABS樹脂はブタジエン成分により、非常に優れた耐衝撃性を持っています。そのため、割れにくく、耐久性が求められる製品に最適です。
加工しやすい
熱可塑性樹脂であるため、加熱することで容易に成形や加工が可能です。射出成形や押出成形など、さまざまな加工方法に適しています。
良好な耐熱性
アクリロニトリル成分により、ABS樹脂は耐熱性を持ち、比較的高温環境でも形状を維持することができます。これにより、電子機器の筐体や自動車部品など、高温環境で使用されることが多いです。
高い強度
スチレン成分が硬度と剛性を提供し、製品の形状を安定させます。これにより、精密な部品や細部までこだわったデザインの製品に適しています。
優れた光沢性
表面に高い光沢を持ち、美しい仕上がりが得られるため、外観が重要な製品に適しています。日用品や玩具、家電製品などでよく利用されます。
良好な化学的耐性
多くの酸やアルカリ、油類に対して耐性があり、化学薬品に触れる可能性のある環境でも使用が可能です。ただし、強い溶剤には弱い場合があります。
絶縁性の高さ
電気的絶縁性が高く、電子部品や電気機器の外装材として適しています。これにより、電子機器の内部部品の保護に役立ちます。
その特性を活かしたABS樹脂の用途は?
自動車部品
バンパー: ABS樹脂は高い耐衝撃性を持つため、自動車のバンパーなど衝撃にさらされやすい部品に使用されます。衝突時の衝撃を吸収し、車体の損傷を軽減します。
ダッシュボード: 耐熱性や耐久性に優れているため、車内のダッシュボードやインテリアパーツにも使用されています。これにより、車内温度の変化に耐え、長期間使用しても劣化しにくい特徴があります。
ホイールカバー: 軽量でありながら強度を保つため、ホイールカバーの素材としても採用されています。
電子機器
テレビ、モニターの外装: ABS樹脂の耐衝撃性と美しい光沢が、テレビやコンピュータモニターの筐体に適しています。また、加工性が高いため、デザイン性のある外観を容易に成形できます。
スマートフォンのケース: スマートフォンのケースに使用されることも多く、軽量で衝撃を吸収し、機器を保護します。
電気絶縁部品: 絶縁性に優れているため、電気回路を保護する部品や、配線をカバーするための素材として利用されています。
日用品
家庭用品: キッチン用品、収納ケース、ハンガーなど、日常生活で使用される多くの製品にABS樹脂が使われています。これらの製品は、耐久性と加工のしやすさが求められるため、ABS樹脂の特徴が生かされています。
玩具: レゴブロックなど、精密さと耐久性が必要な玩具にもABS樹脂が使用されています。安全性が高く、様々な色に染色できるため、子供向け製品として広く利用されています。
医療機器
医療用ハウジング: 医療機器のハウジングやケースにも使用されます。ABS樹脂の耐薬品性が医療環境で求められる清潔さを維持するために役立ちます。また、機器の保護と同時に軽量化が可能です。
ABS材料の加工について
射出成形、押出成形、3Dプリンターで加工するのが一般的
射出成形
理由: 射出成形は、ABS樹脂の加工方法の中で最も一般的かつ広く利用されています。主な理由は、効率的に大量生産が可能であり、複雑な形状の部品でも高精度で成形できるためです。自動車部品、電子機器の筐体、家庭用品など、幅広い製品で利用されています。また、ABS樹脂の特性である耐衝撃性、耐熱性、加工性の良さが射出成形に非常に適しています。
押出成形
理由: 押出成形は、長尺の製品を連続的に生産するための方法で、ABS樹脂の優れた特性を利用してパイプ、チューブ、シートなどを作るのに適しています。この方法は、製品の長さに制限がなく、コスト効果が高い点が大きなメリットです。また、建材や包装材料としての需要が高く、ABS樹脂の耐久性と剛性を生かした製品が多く生産されています。
3Dプリンター
理由: 近年、3Dプリント技術の普及により、ABS樹脂はFDM方式の3Dプリンター用フィラメントとしても非常に人気があります。特に、プロトタイプの作成やカスタム部品の製造において、小ロット生産が容易であり、設計の柔軟性を提供することから、設計者やエンジニアに重宝されています。ABSの強度と耐熱性は、3Dプリントされた部品が実用的な応力に耐えるため、試作品だけでなく、機能部品としても使用されることがあります。
熱分解、収縮率、表面の光沢、塗装性、環境への配慮が大切
熱分解への注意
ABS樹脂は200℃以上の高温で熱分解が始まるため、射出成形や押出成形では、適切な温度管理が重要です。
収縮率への対応
ABS樹脂は収縮率が比較的高いため(0.4~0.8%)、金型設計や成形条件の調整が重要です。収縮による変形や寸法精度の低下を防ぐ必要があります。
表面の光沢への配慮
ABS樹脂は光沢のある表面が得られやすいが、過剰な光沢は避けたい場合があります。対策としまして、金型表面の粗さ調整や、添加剤の使用などで表面性状をコントロールします。
塗装性への留意
ABS樹脂は塗装性に優れているが、塗装の密着性を高めるために、プライマーの使用や表面の前処理を行う必要があります。
環境への配慮
ABS樹脂の加工時には有害な化学物質が発生する可能性があるため、換気や排気処理に注意が必要です。
ABS樹脂の代替プラスチック素材
ポリカーボネート(PC)
ポリカーボネートは、ABS樹脂に比べて分子構造が類似しているため、強度、剛性、耐熱性、外観、加工性などの特性が非常に似ています。
ABS樹脂と同様に高い強度と剛性を持ち、高温環境での使用にも適しています。また、光沢のある美しい外観を持ち、射出成形や押出成形などの加工も容易に行えます。
ポリプロピレン(PP)
ポリプロピレンABS樹脂と同様に優れた機械的強度、耐熱性、耐薬品性を持ち、加工性にも優れています。また、PPはABS樹脂に比べて軽量で、コストも低いのが特徴です。一方で、ABS樹脂ほどの剛性はありません。PPはABS樹脂の代替材料として、家電製品やカー用品などの分野で広く使用されています。
ポリスチレン(PS)
ポリスチレンはABS樹脂と同様に成形性に優れ、透明性や光沢性も高いのが特徴です。また、PSのほうはコストが低く、リサイクルしやすいという利点もあります。PSはABS樹脂ほどの耐衝撃性や耐熱性がありません。PSはABS樹脂の代替材料として、食品容器やおもちゃ、家電製品などの分野で広く使用されています。
ABS樹脂、PC、PP、PSの違い
特性
ABS
PC
PP
PS
強度
高い
高い
中程度
低い
耐衝撃性
高い
高い
低い
低い
耐熱性
中程度
高い
中程度
低い
透明性
不透明
透明
不透明
透明
成形性
良好
良好
良好
良好
化学的耐性
中程度
高い
高い
中程度
価格
中程度
高い
低い
低い
リサイクル性
中程度
中程度
良好
良好
まとめ
ABS樹脂は高い耐衝撃性と加工性を持ち、自動車部品や家電製品に広く使用されています。主な加工方法には射出成形、押出成形、3Dプリントがあります。代替素材としては、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)があり、それぞれ耐熱性、耐候性、強度などの特性で異なります。用途に応じて最適な素材を選ぶことで、性能とコストのバランスを取ることができます。
XMAKE では、ABS樹脂を用いた高品質な射出成形と精密な3Dプリンターサービスを提供。短納期で高精度な部品を実現し、柔軟な対応でニーズに応えます。どうぞお気軽にご相談ください。
執筆者 Lynn Xmake | 8月 23, 2024
「旋盤」は生産現場でよく登場する工作機械ですよね。
旋盤は何種類があるの?どんな旋盤はうちの工場に最適か…というお悩みがありますか?
そこでこの記事は、旋盤の種類と違いなどの基礎知識をイラストに合わせて解説し、おすすめの選び方を紹介します。
引用元:https://store.cmz.com/en/
そもそも旋盤とは何でしょうか?
旋盤とは、加工物を回転させながら切削工具を当てて削る ことで、円筒形の部品を加工する 工作機械の一種です。
旋盤は金属加工、木材加工、プラスチック加工などに使用され、シャフト、軸、ねじ、ボルトなどの精密な円形部品を製造するために広く使用されます。
旋盤の種類をご紹介
旋盤にはさまざまな種類があり、加工する素材、部品の形状、精度、数量に応じて使い分けられます。ここでは、特に注目すべき4つのをご紹介します。
CNC旋盤
コンピューター数値制御 (CNC)技術を用いた旋盤で、高精度かつ複雑な加工を自動で行います。
プログラムによる工具の動きを制御し、再現性が高く、短時間での大量生産が可能になることが特徴です。
コンピューターを使用することでプログラムの入力・修正が簡便で、複雑な形状の部品を高精度で大量生産する必要がある場合や、短納期での試作品作成に最適です。
自動車部品、航空機部品、電子機器の精密部品など多岐にわたり、金属やプラスチックなどさまざまな素材が加工できます。
NC旋盤
プログラムに従って自動で加工工程を行う旋盤機械で、自動化と精密加工を実現する特徴を持っています。
主に大量生産や反復作業に使用され、自動車部品や汎用部品の製造に使われています。
初期の数値制御 方式で、制御がやや手動に近く、パンチカードなどを使用することが多かった。
汎用旋盤
手動操作 で幅広い加工が可能な旋盤として、設定や調整が容易で、多様な部品を加工できる柔軟性があります。
作業者の技術への依存度が高いので、精密な形状から単純な形状まで対応が可能です。
少量生産やカスタム部品の製作、修理作業などに最適で、初心者からプロまで幅広く利用されています。
タレット旋盤
複数の工具を装備したタレット を備えた旋盤で、工具交換の手間が少なくて、生産性の向上につながります。
NC制御によって複雑な形状の部品加工が可能ですし、タレットに様々な工具を取り付けられるため、旋削、穴あけ、ねじ切りなど多様な形状が加工できます。
自動車部品、家電、医療機器などの精密製品の加工におけるよく使われています。
各旋盤の違い一覧
項目
CNC旋盤
NC旋盤
汎用旋盤
タレット旋盤
制御方式
コンピューター制御
数値制御
手動/油圧制御
数値制御
加工精度
高精度
中精度
低精度
高精度
加工複雑度
高度な複雑形状
比較的単純な形状
単純な形状
高度な複雑形状
生産性
高生産性
中生産性
低生産性
高生産性
適用分野
航空機、医療機器など
自動車部品、汎用部品など
修理、試作など
家電、精密機器など
価格帯
高価
中価格
低価格
中高価格
設置スペース
大型
中型
小型
中型
旋盤の構造と名称、その機能を解説!
1.ベッド
旋盤全体を支える基盤 部分で、他のすべての部品が取り付けられます。剛性が高く、振動を抑える役割を果たします。
2.制御装置
CNCプログラムによって動作を制御する装置 です。操作パネルから加工プログラムを入力して、旋盤の各軸の動きを精密に制御し、加工の開始・停止を行います。
複雑な加工を自動で実行でき、プログラムの変更により異なる作業を柔軟に行う可能が特徴です。
また、エラー検出や自動補正機能を備え、加工の精度と効率を向上させます。
制御装置は、操作者の負担を軽減し、一貫した品質の製品を生産するために不可欠な要素です。
出典:https://en.dmgmori.com/products/machines/turning/horizontal-production-turning/sprint/sprint-42-10-linear
3.チャック
ワークピースを確実に固定する ための装置です。
通常、3つまたは4つの爪でワークをしっかりと掴み、回転させながら加工を行います。チャックはさまざまな形状のワークピースに対応可能で、精度の高い加工が求められる場面で重要な役割を果たします。自動調整機能を持つチャックも存在し、生産性を向上させます。
4.心押し台
加工中にワークピースを支持する ための重要な部品です。
特に長いワークピースや、精度が求められる加工では、中心を固定することで、たわみを防ぎ、安定した旋削が可能となります。心押し台は工具の交換が容易で、多様な加工に対応できます。
5.刃物台/ツールポスト
切削工具を固定 し、加工中に工具を正確な位置に保持する部分です。
特徴として、工具の交換が容易で、多工具を取り付けられるタイプもあります。
刃物台は、工具の精密な位置調整を可能にし、加工の精度を向上させる重要な機能を持ちます。
6.主軸
ワークピースを回転させる ための中心的な部品です。
主軸は高い精度と剛性を持ち、安定した回転を提供することで、精密な加工を可能にします。
また、主軸にはチャックが取り付けられ、ワークピースをしっかりと固定します。回転速度の調整が可能で、様々な材料や加工条件に対応できるのも特徴です。
7.その他:バイト部
旋盤で使用される切削工具 であり、ワークピースの表面を削り取るために使用されます。
バイトは硬度が高く、耐摩耗性に優れた材料で作られており、主に超硬合金や高速鋼が使用されます。
様々な形状があり、外径加工、内径加工、ねじ切り、溝入れなど、特定の加工用途に応じて選ばれるのが特徴です。
ご用途に合わせた工作機械を選ぶ
加工部品のサイズに合っているのか?
小物加工 には小型の卓上旋盤や精密旋盤 が適し、高精度な加工が可能です。中物加工 には中型の汎用旋盤やNC旋盤 が適し、加工能力と精度のバランスが取れています。大物加工 には大型の重切削旋盤やCNC旋盤 が適し、大型の加工物に対応できる十分な加工能力と高出力、剛性を備えています。
加工対象のサイズに合わせて、旋盤の寸法、スピンドル能力、テーブル寸法などを選択することで、効率的で高精度な加工が可能になります。
どのくらいの部品精度が必要なのか?
高精度な加工 が必要な場合は、NC旋盤やCNC旋盤 を選ぶのが適切です。これらの旋盤は、コンピューターによる高度な制御が可能で、ミクロンオーダーの精度を実現できます。
一方、粗加工や簡単な加工 であれば、汎用旋盤 でも十分な精度が得られます。必要な精度に合わせて、適切な機能と性能を持つ旋盤を選ぶことが基本です。
目的形状の特徴は?
単純な円筒加工 には汎用旋盤 が、テーパ加工やねじ加工にはテーパ加工機能やねじ切り機能を持つのが適しています。
段付き加工やより複雑な形状加工 には、タレット旋盤やNC旋盤、CNC旋盤 が適しており、高精度な加工が可能です。
また、加工形状によっては、特定のドリルや治具が必要になることもあります。これにより、精度や仕上げのクオリティを向上させることが可能です。
単純な円筒加工、テーパ加工、段付き加工など加工目的を想定すると選びやすいかもしれません。
工業用?それぞれの生産性?
工業用量産 の場合、自動送り機構や自動工具交換機能 など、生産性向上機能を持つ旋盤を選ぶことで、作業効率を大幅に向上させることが可能です。
例えば、自動送り機構は複雑な加工を短時間で行えるため、手動操作に比べて大幅な時間短縮が期待できます。
また、自動工具交換機能を搭載した旋盤では、加工中の工具交換が迅速に行えるため、ダウンタイムを最小限に抑えることができるのです。
おすすめの旋盤加工機メーカーと機種
1.Haas Automation
おすすめ機種: ST 10Y
特徴: Haas Automationは、高品質なCNC旋盤で広く知られています。
ST 10Yは特に、産業用として非常に優れた柔軟性と剛性を持ち、高温安定性が高い点が特徴です。大量生産に適しており、コストパフォーマンスも優れています。
画像出典:https://www.haascnc.com/machines/lathes/st/models/y-axis/st-10y.html
2.DMG Mori
おすすめ機種: NLX 2500 シリーズ
特徴: DMG Moriは、先進技術と精密なエンジニアリングで有名なメーカーです。
NLX 2500シリーズは、高い精度と信頼性を提供し、複雑な加工にも対応できるため、多くの産業分野で使用されています。ただし、価格はやや高めです。
画像出典:https://en.dmgmori.com/products/machines/turning/universal-turning/nlx/nlx-2500
3.SYIL CNC Machines
おすすめ機種: SYIL X7
特徴: SYILは、コストパフォーマンスに優れたCNC旋盤を提供しており、小規模な工場や個人事業主にも最適です。
SYIL X7は、使いやすいインターフェースと精密な加工が特徴で、初めて導入する方にもおすすめです。
画像出典:https://www.syil.com/x7
まとめ
旋盤には主に「CNC旋盤」「NC旋盤」「汎用旋盤」「タレット旋盤」の4種類があります。CNC旋盤は自動化で高精度な加工が可能で、NC旋盤は自動制御で簡易なプログラム操作できます。汎用旋盤は手動操作で多用途に対応し、タレット旋盤は工具交換が迅速で効率的です。加工する部品の種類や精度要求、操作の自動化の必要性を考慮して選びましょう。
旋盤加工なら、XMAKEに任せてください!
XMAKE では、CNC旋盤を駆使してミクロン単位の精度で複雑な部品を加工します。小さな部品から大きな部品まで対応可能で、熟練の技術者が高品質を保証します。お客様のニーズに応じた最適なソリューションを提供します。
執筆者 Lynn Xmake | 7月 24, 2024
金属3Dプリンター は、複雑な部品を高精度で製造する革新的技術です。しかし、造形の強度に関する懸念もあります。従来の切削加工や鋳造と比較して、形状の自由度が高く、設計変更が容易です。この文章では、金属3Dプリンターと従来の製造法の違いを詳しく解説し、それぞれの利点と適用範囲について説明します。
金属3Dプリンターとは?
金属3Dプリンターは、デジタル設計データを直接利用して金属部品を製造する積層造形技術です。CADデータを基に、層ごとに金属材料を積み重ねて製品を作成します。主な造形方式には、粉末床溶融結合(SLM、EBM)、指向性エネルギー堆積(DED)、バインダージェットがあります。これにより、複雑な構造の部品を高精度かつ効率的に製造することが可能で、航空宇宙、自動車、医療などの分野で広く活用されています。
金属3Dプリンターの造形方式
1.粉末床溶融結合(PBF )
金属粉末を薄く敷き、レーザー(SLM)や電子ビーム(EBM)を照射することで溶融させ、層ごとに固化させる方式です。代表的な手法に、選択的レーザー溶融(SLM)や電子ビーム溶融(EBM)があります。
2.指向性エネルギー堆積(DED)
金属粉末やワイヤーを供給し、レーザーや電子ビーム、プラズマアークで溶融させながら堆積する方式です。特に、大型部品の修復や追加加工に適しています。
3.バインダージェット
粉末床にバインダー(接着剤)を噴射して層を固め、その後に焼結(サイニタリング)して最終的な強度を得る方式です。高い生産性が特徴です。
造形方式
メリット
デメリット
主な用途
SLM、EBM
・高精度、高強度
・複雑な形状の製造が可能
・装置が高価
・製造速度が比較的遅い
・航空宇宙部品
・自動車部品
・医療機器
DED
・大型部品の修復が可能
・柔軟な材料選択が可能
・表面仕上げが粗いことがある
・複雑な形状の製造には向かない
・修復作業
・大型部品
・プロトタイピング
バインダージェット
・高い生産性
・多様な材料に対応可能
・焼結工程が必要
・強度が他の方式に比べて劣る場合がある
・ジュエリー
・鋳造用型
・試作部品
金属成形品の強度
金属3Dプリンター部品の強度はどうですか?
金属3Dプリンターの強度は近年大きく向上していますが、従来の製造方法と比較して一部の面で懸念が残ることがあります。例えば、選択的レーザー溶融(SLM)によって作られた部品は、密度が99.9%以上に達し、引張強度も従来の鍛造品と同等以上になることが多いです。しかし、内部に微小な気泡や不均一な構造が発生する可能性があり、これが部品の疲労強度に影響を与えることがあります。
航空宇宙産業では、GEのジェットエンジン用燃料ノズルが金属3Dプリンターで製造され、従来の製造方法に比べて5倍の耐久性と25%の軽量化を達成しました。このノズルは、20個の部品を1つに統合することで、溶接点を減らし、信頼性を向上させました。
一方で、自動車産業などで使用される高負荷部品では、依然として鍛造や鋳造などの従来の製造法が選ばれることがあります。これらの方法は、金属内部の均質性と強度が高く、極端な条件下でも安定した性能を発揮します。
金属成形品の強度をどうやって上がるのか?
ハニカム構造や格子構造を内部に設けることで、同等の重量でも高い剛性を実現できるのです。
例えば、ステンレス鋼の3Dプリント部品の引張強度は800 MPa以上に達することがあり、同等の鋳造品よりも20%以上高い強度を発揮します。また、チタン合金の3Dプリント部品では、積層方向の引張強度が800 MPa程度なのに対し、積層面内の強度は1,000 MPa以上に達することがあります。
適切な熱処理や表面処理などの後処理を行うことで、強度をさらに高めることができます。ステンレス鋼の3Dプリント部品では、熱処理を行うことで引張強度が1,200 MPaを超えることがあります。
このように、金属3Dプリンターは従来の加工方法を大きく上回る高い強度を実現できる技術であり、様々な産業分野での活用が期待されています。
金属3Dプリンターはどんな金属が加工できるのか?
3Dプリンターで造形できる金属:
材質
特徴
主な用途
ステンレス鋼
・耐食性
・耐久性
・医療機器
・食品加工機器
チタン合金
・軽量
・高強度
・航空宇宙
・医療分野
アルミニウム合金
・軽量
・熱伝導性
・ヒートシンク
・自動車部品
銅合金
・電気
・熱伝導性
・電子機器部品
金合金
・耐食性
・装飾性
・宝飾品
・電子機器の接点材料
コバルトクロム合金
・高強度
・耐摩耗性
・人工関節などの医療機器
ニッケル合金
・耐熱性
・耐食性
・ガスタービンの部品
金属3Dプリンターの特徴
金属3Dプリンターは、設計データから直接製品を製造できるため、短期間での少量生産が可能です。
従来の製造方法と比べて、金型の作成や治具の準備などの工程が不要なため、製造リードタイムを大幅に短縮できます。
金属3Dプリンターは、CADデータに基づいて製造するため、従来の製造方法では困難だった複雑な形状の製品を容易に作ることができます。
内部構造の最適化や、組み立てが不要な一体成形など、新しい設計が可能になります。
金属3Dプリンターは、デジタルデータを直接製造に活用するため、製品のカスタマイズが容易です。
個別のニーズに合わせた製品を短期間で提供できるため、顧客満足度の向上につながります。
金属3Dプリンターは、必要な量の材料のみを使用して製造するため、従来の製造方法と比べて材料の無駄が少なくなります。
材料コストの削減や、環境負荷の低減につながります。
金属3Dプリンターは、切削加工などの従来の製造方法と比べて、騒音や粉塵の発生が少ないため、製造現場の環境負荷が低くなります。
工場の環境改善や、作業者の安全性の向上にも寄与します。
これらの特徴から、金属3Dプリンターは少量生産や複雑形状の製造、カスタマイズ性の高い製品づくりに適していると言えます。
従来の加工法との比較
項目
金属3Dプリンター
従来の加工法(切削加工、鋳造など)
強度
・強度の高い部品が作れる
・内部に微小な気泡が生じることがあり、疲労強度に影響する場合がある
・鍛造や鋳造は一貫した内部構造と高い強度を持つ
・極端な条件下でも優れた性能を発揮できる
精度
・高い精度で複雑な形状を製造可能
・高精度の製品を製造可能
・形状の複雑さにより加工の難易度が上がることがある
内部構造
・層ごとに積層するため、異方性(方向依存性)が発生することがある
・均一で一貫した内部構造を持ち、方向に依存しない強度を実現
製造時間
・複雑な形状の部品でも短期間で製造可能
・設計から製造までのプロセスが長い
・特に複雑な形状の場合に時間がかかる
コスト
・初期投資が高い
・複雑な部品や少量生産ではコスト効率が良い
・大量生産ではコスト効率が高い
・初期設計と金型製作に高いコストがかかる
材料対応
・主に金属粉末やワイヤーが使用される
・材料の選択肢は増えているが特定の高性能材料に制限がある
・広範な金属材料が利用可能
・安価な材料も多く、選択肢が豊富
形状対応
・複雑なジオメトリや内部構造を一度に造形でき、高いデザイン自由度を持つ
・複雑な形状の製造には、複数の工程や組み立てが必要で、デザインに制約が生じることがある
生産の柔軟性
・短納期でのプロトタイピングや少量生産に適しており、オンデマンド製造が可能
・大量生産に向いているが、型や治具が必要で、少量生産には不向き
無駄
・必要な部分だけを造形するため、材料の無駄が少ない
・切削加工などでは材料の削りかすが多く、廃棄物が発生しやすい
表面仕上げ
・造形後に追加の表面処理や仕上げ作業が必要な場合があり、積層跡が目立つことがある
・高品質な表面仕上げが可能で、通常は後処理が少なくて済む
後処理
・焼結、熱処理、機械加工などの後処理が必要になることがある
・鋳造や鍛造では後処理が比較的少なくて済む場合が多い
まとめ
金属3Dプリンターは、複雑な部品を高精度で製造できる革新的な技術ですが、強度に関する懸念もあります。従来の切削加工や鋳造と比べて、形状の自由度が高く、設計変更が容易ですが、内部構造の均一性や耐久性に差が見られることがあります。これらの違いを理解し、用途に応じた最適な製造方法を選ぶことが重要です。
今回ご紹介した「金属3Dプリンター」は、 XMAKE でお見積もり可能です。気になる方、是非チェック してください!
参考文献
・貴大塚. (2023, December 29). 【2024】金属3Dプリンターとは?選び方や価格相場 – BIM/CIM研 . BIM/CIM研 – BIM/CIMの使い方や最新トピックスを分かりやすく発信(BIM/CIM Lab). https://bimcim-kenkyujo.com/3dprinter/kinzoku-3dprinter/
・葉冬森,楊釩,張大川,沈培良,呉磊,王倩倩, Dongsen, Y., Peiliang, S., Dachuang, Z., Fan, Y., Lei, W., & Qianqian, W. (2022, January 7). 3Dプリンターは 従来の加工技術との違い. https://myfj.ijournals.cn/myfjsjyyj/article/html/20210422?st=article_issue
・金属3Dプリンタが生み出すアルミニウムの新機能 ~汎用元素の組み合わせで優れた高温強度を実現~ . (n.d.). 名古屋大学研究成果情報. https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/04/3d-1.html
執筆者 Xmake@operator | 7月 2, 2024
製薬業界食品業界製薬業界皆さんご存知のとおり、プラスチックの押し出しは工業製造で広く使用されているプラスチック製造方法の 1 つであり、押し出しはさまざまなプラスチック製品の製造に使用できます。
この記事は、プラスチックの押し出しの世界を探索し、プラスチックを使用するこの魔法のような方法を理解するのに役立ちます。
プラスチック押出成形とは何ですか?
はじめに、プラスチック押出成形の定義、動作原理、利点と欠点について、読者の皆様に基本的な理解を深めていただきます。
プラスチック押出技術の概要
プラスチック押し出しは、断面が一定で、長さが連続したプラスチック製品を作るために使われる製造プロセスです。このプロセスでは、生のプラスチック材料を加熱し、それを金型に押し込んで目的の形状に成形します。
この方法は、パイプ、チューブ、シール、プラスチックシートなどの製品の製造によく使われます。
プラスチックの押し出しはどのように機能しますか?
このプロセスは、ペレットまたは顆粒の形の原材料から始まります。この材料はホッパーに投入され、加熱されたバレルに投入されて溶融されます。
次に、溶融したプラスチックがダイに押し込まれ、材料が目的の形状に成形されます。押し出された材料は、冷却されて固化され、その後、目的の長さに切断されます。
製造される製品の特定の要件に応じて、冷却、サイズ調整、仕上げなどの追加の処理手順が必要になる場合があります。
プラスチック押出成形の利点
プラスチック押し出し加工の主な利点は、複雑な形状を高精度で作成できることです。この加工法は、無駄を最小限に抑えてカスタム設計の製品を製造するために使用できるため、コスト効率の高い製造方法です。
さらに、プラスチック押し出し加工は生産率が高いため、大規模な製造に最適です。
プラスチック押し出しの欠点
プラスチック押し出しには多くの利点があるにもかかわらず、いくつかの制限があります。主な欠点の 1 つは、押し出しプロセスに必要な機器をセットアップするための初期コストです。
さらに、このプロセスには時間がかかり、機械をスムーズに稼働させるには頻繁なメンテナンスが必要になる場合があります。
基本情報
プラスチック押出成形
意味
一貫した断面を持つ連続した長さのプラスチック製品を作成するために使用されるプロセス。
作業工程
原材料を加熱し、金型に通して目的の形状に成形します。
製品例
アドバンテージ
高精度で複雑な形状を作成します。
無駄を最小限に抑えてカスタム設計の製品を製造します。
コスト効率に優れています。
不利益
初期費用が高い。
時間がかかる。
頻繁なメンテナンスが必要。
さまざまなプラスチック押出成形技術
この部分では、さまざまなプラスチック押し出しタイプと、このプロセスがさまざまな方法で使用される方法を紹介します。
単軸押出成形
シングルスクリューは、一貫した形状とサイズの製品を作成するために使用される一般的なプロセスです。汎用性と、一貫した高品質の製品を生産できることで有名です。
このプロセスでは、1 つの回転スクリューが原材料を加熱されたバレルに押し込み、そこで原材料が溶融されてから、成形されたダイに押し込まれ、最終製品が形成されます。
この技術は、プラスチック パイプ、ロッド、シート、フィルムなどの製品を作成するためにさまざまな業界で使用されています。食品業界や製薬業界でもよく使用されています。
ツインスクリュー押し出し
ツインスクリューは、製造業で材料の混合、配合、成形に使用されるプロセスです。
プロセスパラメータを効率的に制御して製品の品質を向上させることができ、柔軟性が高く、熱と質量の移動が速く、処理時間が短く、エネルギー消費が少ないという特徴があります。
このプロセスでは、反対方向に回転する2つの噛み合ったスクリューを含むバレルに原材料を投入します。
材料がスクリューに沿って移動すると、機械的エネルギーと熱エネルギーが入力され、混合、せん断、加熱が行われます。
ツインスクリューは、食品、医薬品、プラスチック、化学業界でよく使用されます。
材料を混合、溶融、または反応させて、スナック食品、放出制御薬物送達システム、さまざまな化学物質や化合物を製造できます。
共押し出し
共押し出しとは、2 つ以上の材料を 1 つのダイから同時に押し出して、1 つの多層製品を作成するプロセスです。
このプロセスにより、メーカーは、独自の特性を持つ複雑な製品を作成するための多用途で効率的な方法を得ることができます。
材料は別々に押し出し機に供給され、その後ダイで結合されて、まとまりのある最終製品を形成します。
このプロセスにより、異なる層に異なる特性を持つ製品を作成できるため、強度、柔軟性、その他の特性の独自の組み合わせが得られます。
共押し出しは、製造、食品、建設、自動車業界でよく使用されます。
これにより、複合パイプやプロファイル、多色または多味の製品、耐候性材料、強度と柔軟性を備えたコンポーネントが提供されます。
テクニック/属性
単軸押出成形
ツインスクリュー押出成形
共押し出し
対象製品
一貫した形状とサイズ
材料を混ぜ合わせ、複合し、成形する
単一、多層製品
アドバンテージ
汎用性
一貫した高品質の製品を生産
効率的でコスト効率に優れています。
プロセスパラメータのより優れた制御
優れた柔軟性
優れた熱および質量伝達
応用
製品例
スナック食品
放出制御薬物送達システム
さまざまな化学物質と化合物
複合パイプとプロファイル
多色または多味の製品
耐候性材料
強度と柔軟性を備えたコンポーネント
プラスチック押出成形用プラスチック材料の種類
加工用の押し出し材料には多くの種類があり、それぞれに独自の特性と特徴があり、さまざまな業界のさまざまな用途に適しています。
この部分では、3種類の材料を紹介し、その特性を比較します。
ポリエチレン
ポリエチレンは、その強靭性、耐久性、柔軟性、耐薬品性で知られる多用途の材料です。
ビニール袋、ボトル、容器、包装フィルムの製造によく使用されます。
PVC
PVC、つまりポリ塩化ビニルは、プラスチック押し出し用の硬質材料です。強度、耐久性、耐薬品性、天候変化への耐性で知られています。
PVCは、パイプ、窓枠、サイディングなどの建築材料によく使用されます。医療機器、自動車部品、包装材料にも使用されます。
ポリプロピレン
ポリプロピレンは、軽量で融点が高い熱可塑性ポリマーです。ポリプロピレンは耐薬品性と高温に耐えられることで知られており、多くの産業用途で人気があります。
包装、食品容器、自動車部品、医療機器、繊維などの製造によく使用されます。
素材/属性
ポリエチレン
ポリ塩化ビニル
ポリプロピレン
プロパティ
アプリケーション例
プラスチック製造における押出機の種類
技術と材料以外にも、プラスチック製造でよく使用されるプラスチック押出機にはいくつかの種類があり、それぞれの押出機には独自の特徴と押出用途があります。
この部分では、プラスチック押出機の主要コンポーネントと、プラスチック製造におけるその用途を紹介します。
単軸プラスチック押出機
単軸プラスチック押出機は、さまざまな熱可塑性プラスチックの加工に広く使用されています。
この機械は通常、バレル内の単一の回転スクリューで構成されており、ダイに押し込まれる際に材料を加熱して溶かし、目的の形状を作成します。
ツインスクリュープラスチック押出機
ツインスクリュープラスチック押出機には、材料を効率的に混合、溶融、搬送するために連携して機能する 2 つの噛み合ったスクリューが含まれています。
このタイプの押出機は、より幅広い材料を処理でき、特性が向上した高品質の製品を生産できるため、好まれることが多いです。
フラットダイプラスチック押出機
フラットダイプラスチック押出機は、プラスチックフィルムやシート製品の製造によく使用される多目的機械です。
この押出機は、溶融材料が機械から出てくるときに成形して冷却するフラットダイを備えており、滑らかな表面仕上げの均一で一貫した製品を生み出します。
マシン/属性
シングルスクリュー
ツインスクリュー
フラットダイ
構成
バレル内の単一の回転スクリュー
噛み合う2つのネジ
平らなダイ
動作原理
材料を溶かし、金型に通して希望の形状を作ります。
スクリューは材料を混ぜ、溶かし、運ぶために一緒に働きます
溶融材料を成形し、冷却して表面が滑らかな完成品を作ります。
応用分野
熱可塑性プラスチックの加工
特定の材料を扱い、特性を向上させる
プラスチックフィルムおよびシート製品の製造
結論
結論として、プラスチック押出成形は、原材料を溶かして連続した形状に成形する、広く使用されている製造プロセスです。
プラスチック押出成形には、さまざまな種類の関連技術、材料、押出機があり、それぞれに長所と短所があります。
この技術はさまざまな業界で広く使用されており、製造業者は特定の製造ニーズに基づいて慎重に使用する必要があります。
優れたプラスチック押出成形製品はどこで入手できますか?
XMAKE にお問い合わせください。熱可塑性材料の使用、チューブ押出成形、フィルム押出成形、ポリマー押出成形、またはプロファイル押出成形、カスタムプラスチックプロファイルやその他のプラスチック部品の製造など、XMAKE には必要なスキルと経験がすべて揃っています。
よくある質問
Q1: プラスチック押出成形に関連する一般的な用語は何ですか?
A: プラスチック押出成形に関連する一般的な用語には、押出成形ライン、プラスチック溶融物、押出成形プロファイル、および押出成形プラスチックプロファイルなどがあります。
Q2: プラスチック押出成形におけるブレーカープレートとは何ですか?
A: ブレーカー プレートは、押出成形工程で溶融プラスチックがダイを通過する前に、溶融プラスチック内の汚染物質や不純物を濾過するのに役立つ装置です。
Q3: プラスチック押出成形が連続プロセスと見なされるのはなぜですか?
A: プラスチック押出成形は、各ピース間で停止と開始を必要とせずに、長く連続したプロファイルを生成できるため、連続プロセスと見なされます。
Q4:プラスチック押出成形は、どのような点で大量生産プロセスに適していますか?
A: プラスチック押出成形は、一貫性のある均一な製品を大量に効率的に生産できるため、大量生産に最適です。
Q5: 押出成形とプラスチック射出成形の違いは何ですか?
A: プラスチック押出成形では、溶融プラスチックをダイに押し込んで連続プロファイルを作成しますが、プラスチック射出成形では、溶融プラスチックを金型に注入して特定の形状を形成します。
Q6: プラスチック押出成形では、引っ張りとローリングのプロセスはどのように機能しますか?
A: プラスチック押し出しにおける引っ張りおよび巻き取りプロセスでは、押し出されたプラスチック プロファイルを冷却タンクに通して、その後コイル状に巻き取り、包装またはさらなる処理を行います。
参考文献
Truly master extrusion molding, this article hits the nail on the head! (with video) – CMPE 2024 Albion’s 6th Precision Ceramics Chain Exhibition. (no date). https://www.cmpe360.com/p/27812
Domestic and foreign extrusion processing technology trends and progress – Xie Linsheng – Buy Chemical Plastics Think Tank Expert. (n.d.). https://ibuychem.com/expert/article/2508195
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