金属から樹脂設計に変更しても治具を変えずに加工できますか？

材料を切り替える前の重要な考慮事項

CNC加工設計で金属からプラスチックへ切り替えることは可能ですが、治具や固定具の変更なしでは常に実現可能というわけではありません。金属とプラスチックの剛性、熱膨張、加工反応の根本的な違いにより、金属CNC加工向けに設計されたセットアップでは、プラスチック材料を効率的にサポートできない場合があります。DFM分析では、同じセットアップを再利用する前に、固定圧、工具選定、切削パラメータを評価する必要があります。

寸法的および構造的な違い

アルミニウム6061-T6やステンレス鋼SUS304などの金属は剛性が高く、高いクランプ力と深い切削を許容します。一方、POMやナイロンなどのプラスチックは柔らかく弾性があり、圧力下で容易に変形します。同じ工具を使用すると、プラスチック部品に寸法誤差や反りが発生する可能性があります。精度を維持するために、DFMプロセスでは通常、固定具の再検証やソフトジョーの交換を推奨し、クランプ荷重を均等に分散させます。

工具および切削条件の調整

工具形状や切削速度も大きく異なります。多軸金属加工用に最適化された工具は、鋭いすくい角や耐熱コーティングを備えており、プラスチック加工では溶融や表面損傷を引き起こすことがあります。高いすくい角と研磨フルートを備えた専用プラスチックエンドミルに切り替えることで、切りくず排出と仕上げ品質が向上します。送り速度と主軸回転数を上げて熱蓄積を抑制し、冷却液またはエアブローシステムを調整して熱変形を防ぎます。

表面仕上げおよび後処理の互換性

金属からプラスチックに移行する際は、表面処理も再評価する必要があります。アルマイト処理やクロムめっきなどの金属向けコーティングはポリマーには適用できません。その代わりに、UVコーティング、ラッカー仕上げ、または蒸気研磨などが外観と耐久性を向上させるために使用されます。これらの違いを理解することで、既存の設計が機能性を損なうことなく新しい仕上げ公差に対応できるようになります。

金属からプラスチックへの転換の業界事例

自動車産業や消費財業界では、設計者が金属ブラケットやハウジングをPEEKやポリカーボネートなどの高性能プラスチックに置き換え、軽量化および腐食リスクの低減を図ることがよくあります。医療機器では、非金属代替材料が滅菌安全性とコスト削減を実現します。ただし、これらの移行には、同じCNCプラットフォームを使用する場合でも、常に治具の再設計およびプロセスの再調整が伴います。