金属と樹脂のCNC部品で達成可能な一般的な公差とは？

CNC加工公差の概要

CNC加工の公差は、材料の安定性、加工プロセスの精度、および熱や湿度などの環境要因に依存します。CNC加工システムは高精度を実現できますが、達成可能な公差は、金属とプラスチックの機械的および熱的特性の違いにより大きく異なります。

金属CNC部品の公差

金属は寸法安定性に優れているため、過酷な切削条件下でもより厳密な公差制御が可能です。CNCフライス加工またはCNC旋削による金属部品の一般的な汎用公差は±0.05 mmです。多軸加工や放電加工（EDM）などの高精度プロセスを使用することで、航空宇宙や医療分野の重要部品では±0.005 mmの厳しい公差も実現可能です。アルミニウム7075、ステンレス鋼SUS304、チタンTi-6Al-4Vなどの材料は、高い寸法安定性と低い熱膨張率を維持します。インコネル718やハステロイC-22などの耐熱性の高い複雑な材料の場合でも、切削温度や工具のたわみを補正した後で±0.01～0.02 mmの公差が達成可能です。

プラスチックCNC部品の公差

プラスチックは変形や温度による寸法変化を受けやすいため、公差は一般的に広く設定されます。多くのエンジニアリングプラスチック、例えばアセタール（POM）、ナイロン（PA）、ポリカーボネート（PC）では、標準的な公差は±0.1 mmです。高性能材料であるPEEKやPTFE（テフロン）では、温度と湿度が制御された条件下で±0.05 mmの公差を達成できます。しかし、加工中の熱膨張や冷却後の収縮による寸法変化が生じる可能性があるため、DFM（製造のための設計）は切削パラメータや治具設計を調整してこれを補正します。

DFMと表面仕上げが公差制御に果たす役割

金属およびプラスチック加工の両方において、精密加工サービスは、現実的な公差目標を設定するためにDFMの原則に基づいています。DFMは、部品の形状、壁厚、工具アクセスを最適化し、たわみや応力の蓄積を最小限に抑えます。加工後、金属の電解研磨やプラスチックの表面処理などの仕上げ工程を統合し、寸法を損なうことなく表面品質を向上させます。

業界別の公差基準

航空宇宙および医療機器製造では、金属部品は構造部品および生体適合部品の両方で±0.01 mmの公差を満たすように日常的に製造されています。自動車部品では、コストとスケーラビリティのバランスを取りながら、金属部品で±0.05 mm、プラスチック部品で±0.1 mmの公差が一般的です。消費財および産業製品では、精度よりも外観の適合性が重視される場合、公差はより広く設定されます。