CNC 加工用の軽量金属とその利点

材料科学および先端製造の分野では、軽金属とは一般に密度が 4.5 g/cm3 未満の金属を指します。これらの材料は、軽量であるだけでなく、優れた機械的、電気的、熱伝導性、耐食性、および加工品質によっても際立っています。したがって、それらは家庭用電化製品、医療機器、航空機、新エネルギー車などのハイエンド産業にとって重要な原材料です。特にCNC加工には欠かせないものです。

二、一般的な軽量金属

次の種類の軽金属は CNC 加工で頻繁に使用され、低密度、高い強度対重量比、優れた耐食性などの利点により、航空宇宙、自動車、エレクトロニクス、医療などのハイエンド製造業で広く利用されています。

1. アルミニウム合金

密度: 約 2.7 g/cm3

一般的なグレード:

6061 : 溶接性、耐食性に優れています。宇宙、自動車、航空宇宙コンポーネントに最適です。

7075 : 非常に強力で、防衛や航空機の製造に利用されています。

2024 : 耐疲労性が高く、航空機の外板や構造部品によく使用されます。

5052 : 建築物や船舶などの成形性、耐海水腐食性に優れています。

利点:

簡単なCNC加工

強い電気伝導性と熱伝導性

陽極酸化処理または PEO 処理により、表面特性を向上させることができます。

低コストでリサイクル可能

 2. マグネシウム合金

密度: 最も軽い構造金属、約 1.7 ～ 1.8 g/cm3

一般的なグレード:

AZ31 : 延性に優れ、航空宇宙パネルなどに使用されます。

AZ91 : 高強度でダイカスト特性に優れ、電子筐体などに使用されます。

ZE41 : 耐クリープ性に優れ、防衛部品や高温部品に使用されます。

利点:

非常に軽量で大幅な軽量化を実現

優れた耐振動性と減衰特性

優れた被削性

考慮事項:

可燃性（粉塵爆発を防止する処理が必要です）

腐食しやすい（通常はPEOなどの保護コーティングが必要）

 3. チタンの合金化

密度：約4.4〜4.5g /cm3（鋼よりもはるかに低く、強度は非常に高いが、アルミニウム/マグネシウムよりは高い）

共通ブランド：

クラス2（純チタン） ：耐食性が高く、化学機器や船舶機器などに使用されます。

クラス 5 (Ti-6Al-4V) : 高強度、良好な生体適合性。航空機エンジンや医療用インプラントに使用されます。

クラス9 (Ti-3Al-2.5V) : 成形性に優れ、航空機の油圧ラインに使用されます。

利点:

非常に高い強度対重量比

腐食や高温に対する耐性

優れた生体適合性

課題:

加工が難しい（熱伝導率が低く、硬化しやすい）。

高コスト

特定の冷却技術と装置が必要です。

4. ベリリウム (あまり一般的ではないが特殊な用途)

密度: 約 1.85 g/cm3

利点:

非常に高い剛性、優れた熱安定性

精密機器や航空分野で使用されています

制限事項:

有毒な粉塵 (厳密な安全対策が必要)

非常に脆く、高価である

したがって、アルミニウム合金は、CNC 加工で最も頻繁に使用され、手頃な価格の軽量金属です。マグネシウム合金は、大幅な軽量化が必要な場合に使用されます。一方、チタン合金は、高性能と信頼性が要求される用途に役立ちます。選定には強度、重量、コスト、加工性、使用環境などを総合的に考慮する必要があります。

3、 CNC加工で軽量金属を使用する主な利点

1. 優れた切削性能

特にアルミニウムとマグネシウムは、切削抵抗が低く、切りくずの除去が容易なため、高速加工が可能であり、CNC フライス加工サービスの効率が大幅に向上します。

2. 複雑な構造を支える高い比強度

強度を維持しながら重量を軽減できるため、5 軸 CNC フライス加工で薄肉で不規則な一体型の部品を製造できます。

3. 優れた表面品質と寸法安定性

精密 CNC 旋削または高精度 CNC フライス加工後の部品公差は ±0.005 mm に達し、厳しい組み立て要件を満たします。

4. さまざまな後処理技術との互換性

ショットピーニング（チタンの場合）、マイクロアーク酸化処理（マグネシウムの場合）、陽極酸化処理（アルミニウムの場合）などのプロセスにより、耐摩耗性と外観がさらに向上します。

5. グリーンマニュファクチャリングと循環経済のサポート

持続可能な生産の考えに沿って、軽金属廃棄物を効果的にリサイクルおよび再利用することができ、これにより特注の金属製造サービスの総コストが削減されます。