部品加工の基本

部品加工の概要

部品加工とは、さまざまな材質を部品として加工する技術です。部品加工は、機械や製品の製造において不可欠な工程であり、私たちの身の回りにあるあらゆる製品に用いられています。自動車、スマートフォン、家電製品など、多種多様な製品の製造には、それぞれの用途に適した部品が必要となります。これらの部品は、金属、プラスチック、セラミックスなど、さまざまな材料から加工され、それぞれの特性を生かして製品に組み込まれています。

部品加工に使われる機械

部品加工には、切削加工や3Dプリントなど、さまざまな手法があります。使用される代表的な加工機械には、旋盤、フライス盤、NC工作機械、レーザー加工機などがあります。これらの機械は、それぞれの特性を活かして、さまざまな形状や寸法の部品を加工するために使用されます。

加工される材質の種類

部品加工の対象となる材質は、金属、プラスチック、セラミックス、木材など、非常に多岐にわたります。それぞれの材質には、強度、加工性、耐熱性、耐薬品性など、異なる特性があります。加工する部品の用途や要求される性能に応じて、適切な材質が選択されます。部品の製作には主に樹脂加工と金属加工が用いられます。

部品加工の主な手法

切削加工

切削加工は、刃物を使って材料を削り取ることで、目的の形状に加工する方法です。切削加工は大別すると旋盤加工、マシニング加工の2種類です。旋盤加工は、回転する材料を刃物で削り、円筒形や円錐形の部品を加工します。マシニング加工は、回転する刃物で材料を削り、平面や溝などの形状を加工します。

コンピュータ数値制御を搭載したCNC加工機を使用し、加工の自動化による効率的な生産や高精度な加工が可能になっています。CNC加工機によって加工時間の短縮や人為的ミスを減らす効果も期待できます。

3Dプリント

3Dプリントは、加工機械に読み取らせた3Dデータをもとに、材料を立体的に造形する加工方法です。加工図面の必要がなく、工程の一部を省略することができます。そのため、製作の期間の短縮化を図ることができます。形状の自由度が切削加工などの除去加工と比べて高い特徴があります。

実際の部品加工事例

金属部品の加工事例

金属部品加工は、自動車、航空機、機械など、さまざまな分野で用いられています。金属部品加工では、強度、耐久性、耐熱性など、金属材質の特性を最大限に活かした部品が製造されます。例えば、自動車のエンジン部品やシャフト、航空機の機体部品など、高強度が求められる部品には、鋼材やアルミ合金などの金属材質が使用されます。

以下は金属材質の加工で製作される部品の例です。

ブラケット
ホルダー
フランジ
シャフト
ギア

樹脂部品の加工事例

樹脂部品加工は、軽量性、耐薬品性、加工性の良さなど、樹脂材質の特性を生かした部品を製造します。樹脂部品は、家電製品、自動車部品などさまざまな製品に用いられています。例えば、スマートフォンやパソコンの筐体、自動車のバンパーや内装部品など、軽量化が求められる部品には、樹脂材質が使用されます。

さらにPEEKやPPSなどの高機能樹脂は従来の樹脂材質よりも強度・耐熱性が大幅に向上しており金属部品からの代替といった用途でも使用されるようになりました。

以下は樹脂材質の加工で製作される部品の例です。

ハウジング
スペーサー
ローラー
ブッシュ
治具

難削材部品の加工事例

難削材とは、切削加工が難しい材質のことです。一般的な材質では満たせない要件をクリアするために使用されます。難削材の加工には、特殊な工具や長時間の加工が必要ですが、高精度かつ高性能の部品を製作することができます。例えば、航空機エンジン部品や衛星部品など、極限環境で使用される部品には難削材が採用されます。

以下は難削材の加工で製作される部品の例です。