銅の金属は、その外観が高く評価されている。主に日常の美術品や器具に使用される。銅は、以下の金属に比べ、材料特性や電気的特性が優れている。 アルミニウムまたはアルミニウム.そのため、複雑な部品の製造には欠かせない。これらの部品は、放電加工電極などの用途に使用されます。

しかし、銅は一般的に加工が難しい。この硬さは次のようないくつかの問題を引き起こす。添加物にはアルミニウム、亜鉛、シリコン、スズなどがある。これらの組み合わせにより、黄銅や青銅のような合金が形成される。ニッケルと銀の合金も特定の要求を満たすために製造されます。

このように、どの合金も正確な加工用途向けに設計されている。そのため、多くの分野で重要な役割を果たしています。銅合金部品の加工がより身近になり、より効率的な生産が可能になります。その結果、より効率的な生産が可能になるのです。銅はその万能性から、今でもあらゆる分野で重宝されています。他の金属と組み合わせることで、さらに有用性が増します。とはいえ、銅はかけがえのないものであり、産業界はこれからも銅と出会っていくことでしょう。

この記事では、銅の CNC 加工方法、考慮すべき重要な要素、銅のさまざまな用途、必要な加工サービスに焦点を当てます。では、この道具である金属を最大限に活用するために必要な情報を読み解くお手伝いをしましょう。

銅のCNC加工：

に関しては 銅のCNC加工最適な結果を得るためには、2つの重要な要素がある：

1. 最適な工具材料の選択：

未加工の銅を扱うのは、素材が非常に柔らかいため、工具の磨耗が早く、切りくずの除去が難しいという問題があります。よく直面する問題のひとつに、ビルドアップ・エッジという銅の粒子が工具に付着し、表面に凹凸ができる状態があります。このような問題を解消するには、高速度鋼（HSS）のような材料で製造された切削工具を使用する必要があります。銅は柔らかい金属であり、CNCマシンを使ってもすぐにHSS工具が鈍ることがないため、HSS工具は銅の切削に特に有名です。

2. 理想的なフィードレートの設定：

送り速度は CNC の切削工具が銅のワークピース上を移動する速度を決定します。銅の加工に関しては、送り速度を中程度から低速に保つことをお勧めします。高い送り速度は熱を発生させる可能性があり、精密機械加工では好ましくありません。

送り速度を制御することの重要な側面のひとつは、機械加工時の精度と表面仕上げに欠かせないということです。プロジェクトで高い送り速度が必要な場合、切削油剤やクーラントを使用することが必須となります。

3. 適切なグレードの素材を選ぶ

正しい銅のグレードを選ぶことは、どのようなプロジェクトでも、設計の際に最も重要な決定のひとつです。電解リジッドピッチ銅(ETPC)は純銅(C101)とも呼ばれ、純度は99%です。99%の信頼性は問題となり、特に機械部品に関しては高くつきます。

この2つの材料を比較すると、C110はC101よりも導電性が高く、C101よりも機械へのアクセスが容易で、場合によっては安価である。正しい材料グレードを選択することは、適切な方法で設計上の必要性を達成するために非常に重要です。

製造可能性は、製品開発に組み込まれる材料の種類に関係なく考慮されるべきである。最良の結果を得るためには、DFMの原則に忠実に従わなければならない。いくつかの推奨事項には、性能公差と寸法チェックを綿密に管理することが含まれる。機械加工を向上させるために、小さな半径で薄い壁を作らないこと。肉厚は、構造強度のために最小0.5mmに抑えるべきである。

CNCフライス加工では、1200mm x 500mm x 152mm、CNC旋盤加工では、152mm x 394mmが制限サイズです。機械加工を減らすため、アンダーカットは四角いプロファイル、フルラジア、またはアリ溝でデザインします。これらのガイドラインは銅の部品に特有のもので、部品の生産性と品質を高めるために不可欠なものです。

機械加工用銅合金

銅材料には、特定の用途に必要な特性に応じて、さまざまな産業で使用されるさまざまな商用金属が含まれます。

1. 純銅：

銅は最も純度が高く、柔らかく、成形しやすいことで知られている。強度を向上させるなど、特性を改善するために、わずかな割合の合金添加物を含むこともあります。高純度の銅は、配線、モーター、その他の機器、熱交換器などの工業用途など、電気的な用途に使われます。

純銅の市販グレードはUNS番号C10100からC13000で分類されています。ベリリウム銅の加工など、より高い強度と硬度を必要とする用途では、純銅にベリリウムを合金化するのが一般的です。

2. 電解銅：

電解タフピッチ銅は、電気分解によって精製された陰極銅から得られ、不足不純物を含んでいます。最も広く使用されているグレードはC11000で、最大100% IACSの導電率と高い柔軟性を持ち、巻線、ケーブル、バスバーなどの電気用途に適しています。

3. 無酸素銅：

C10100（無酸素エレクトロニクス）やC10200（無酸素）などの無酸素銅グレードは、その浅い酸素含有量と高い導電性が特徴です。これらの銅は非酸化性条件下で製造され、送信管やガラスと金属のシールなどの高真空電子機器に使用されます。

4. 銅の快削加工:

これらの銅基合金には、ニッケル、スズ、リン、亜鉛が添加されており、被削性を向上させることを目的としている。よく知られた合金には、青銅、銅-錫-リン、黄銅、銅-亜鉛などがあり、高い硬度、衝撃強度、加工性、耐食性が特徴です。硬貨の加工、電気部品の加工、歯車、ベアリング、自動車の油圧部品など、さまざまな機械加工に使用されている。

銅の加工技術

銅を加工する最も効率的な方法を以下に挙げる：

素材としての銅の加工は、その柔軟性、しなやかさ、耐久性のために、いくつかの困難を伴うプロセスです。とはいえ、銅は亜鉛、スズ、アルミニウム、シリコン、ニッケルといった他の元素と合金にすることができ、銅を加工する可能性が高まります。そのような合金は通常、同じような硬さの素材よりも削りやすく、切削に必要な力も少なくて済みます。以下に、銅の機械加工でよく使われるテクニックをいくつか紹介します：

銅合金のCNCフライス加工

フライス加工は、コンピュータ数値制御の助けを借りて銅合金を切削する最も効果的な技術のひとつです。これはコンピュータ制御の回転切削工具を使って自動的に行われ、ワークピースを必要なサイズに成形します。溝、輪郭、穴、ポケット、平らな面を持つ銅の部品は、CNC フライス加工で作ることができます。

銅やその合金のCNCフライス加工で重要なことは以下の通りです：

• 超硬N10やN20、ハイス材種など、適切な切削材料を選択する。
• 切削速度を10%程度遅くすると、工具寿命が向上する。
• 鋳肌を持つ鋳造銅合金を加工する際の切削速度の追加低減（超硬工具では15%、ハイス工具では20%）。

銅のCNC旋盤加工

CNC 旋盤加工は銅の加工に適しており、ワークピースは回転し、工具は静止したまま必要な切り込みを入れるからです。この技術は機械や電子製品の製造に広く使われています。以下は、CNC旋盤加工で銅やその合金を加工する際の主な推奨事項です：

• 切削工具の刃先角度は70度から95度の間が望ましい。
• 柔らかい銅を切断する場合は、スミアリングを防ぐため、刃先の角度を90度よりわずかに小さくする必要がある。
• 切削工具の角度を小さくし、切削深さを一定に保つことで、工具を長持ちさせ、切削速度を速くし、工具にかかる圧力を減らすことができる。
• 最初の刃先の位置は、切断時に発生する力と熱を管理するために制御されるべきである。

上記の方法は、銅とその合金の CNC 加工がさまざまな分野の部品製造に有効であることを示しています。

銅の表面仕上げに関する考察

銅の CNC 加工において表面仕上げは、それぞれの用途の部品に要求される品質基準を満たすために非常に重要です。上記の研究目的に基づき、銅の CNC 加工パラメータを向上させるという主な目標を達成するため、本研究では以下の具体的な目標を設定しました：

表面粗さ制御の第一の戦略は、加工パラメータを変更することである。表面の粗さを制御するための具体的なアプローチは基本的なものです。特にノーズまたは工具コーナーの半径に注意してください：ノーズ半径や工具コーナ半径にも十分な注意を払う必要があります。さらに

• 柔らかい銅合金の場合はノーズ半径を小さくし、粗い表面は磨かないこと。
• ワイパーチップは、送り速度を維持しながら、所望のクリーンカット面を提供するのに適している。

真鍮CNC仕上げの後処理オプション

加工技術の最適化に加え、望ましい表面仕上げを得るためには、後処理方法も考慮する必要がある。加工戦略の改善に加えて、望ましい表面仕上げを得るための後処理の必要性も考慮する必要がある。

• 手磨き： これはかなり時間がかかるが、滑らかで光沢のある表面の質感を出すには効果的である。
• メディアの発破 マットな仕上がりで、表面のわずかな凹凸を隠すのに適している。
• 電解研磨： 導電性が向上するため銅に適しており、それゆえ輝きが増し、外観も洗練されたものになる。

これらの技術により、銅の機械加工品は役に立つだけでなく、正しい外観を持ち、必要な機能を果たすことができるのです。こちらへ ブロンズ加工 のページで詳細をご覧ください。

銅CNC加工の多様な用途

銅の機械加工はさまざまな分野で使われ、素材の特性や加工機会に利点があります。機械用途の銅は熱伝導率が非常に高く、耐食性も高いです。広く使われています：どのように使われているかは以下の通りです：

• 熱交換器のHVAC（暖房、換気、空調）システムは、最適な熱交換を確認するために使用される。
• ラジエーターの自動車産業は、自動車のエンジンの性能を高めるための熱伝達の強度と効率に起因している。
• 電気はベアリングの製造に使われ、銅は粘着性がないため、機械が長持ちし、摩擦が少なくなります。
• 溶接工程で非常に重要なガス溶接ノズルの仕上がり精度が高い。
• 配管業界では、腐食の影響を受けない製品を求めており、その結果、配管アクセサリーの保証を提供することができる。
• 電気・電子産業では、銅の優れた導電性が高く評価されています。
• バスバー用電気機器は、配電系統の電流分配に使用するために製造される。
• 銅の導電性が好まれるエレクトロニクス分野のモーターや巻線、端子。
• 一般家庭、オフィス、工場での配線の一般的な用途の中で、銅配線はその効率性と安全性のために使われています。

こうした用途以外にも、銅は非磁性で柔軟性があるため、さまざまな産業でさまざまな使われ方をしてきました：

• 銅の機械加工は、主に製造業において、機械や設備の分野で使用される精密な部品を作るために応用されている。
• 銅は航空宇宙産業において、航空機の電子機器や部品など、最も信頼され、最適な性能が期待される製品に使用されています。
• 機械加工された銅は、自動車産業でも電気系統やエンジンの部品に使われ、性能とエネルギーを高めています。
• 再生可能エネルギー技術には、ソーラーパネル、風力タービン、その他の機械が含まれます。

これらの例は、銅の加工がさまざまな分野で汎用性があり、必要とされていることを証明するものです。なぜなら、銅の加工は、必要な信頼性、生産性、性能を実現するために必要な技術的、機能的仕様を達成するために、いくつかの用途で意図された機能を果たすからです。

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CNC で加工された銅の部品は、現代社会の多くの産業で一般的に使われています。しかし、高品質な銅の機械加工サービスは、正確な設計仕様や製品要件を満たすものでなければなりません。

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