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【2021年版】アルミ切削加工 メーカー19社一覧

アルミ切削加工のメーカー19社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


アルミ切削加工とは

アルミ切削加工は、旋盤、フライス盤、NC盤、マシニングなどの工作機械を使った「切る」、「削る」などの加工により求められる形状を得る加工方法のことを指します。アルミは、素材として軽いうえに、加工性が良く複雑な形状を精度よく加工するのに適していることから、様々な分野の部品製作にアルミ切削加工が使用されています。

アルミ切削加工の使用用途

アルミの切削加工によって作られた部品は、複雑な形状でも精度よく加工できるとう点以外にも、以下のような特長を利用し、様々な分野の機械部品の一つとして使用されています。

  • 磁気を帯びない
    非磁性体で磁場に影響されないため、地場の影響を受けやすい電子医療機器やメカトロニクス機器、リニアモーターカーなどの部品として採用されています。
  • 熱伝導率が高い
    鉄の約3倍の熱伝導率を持ち、熱をよく伝えるという性質から冷暖房装置、エンジン部品、放熱フィン、ヒートシンクなどに採用されています。
  • 低温下で使用できる
    アルミは液体窒素を扱う(-196℃)環境や液体酸素を扱う(-183℃)環境といった極低温下でも脆性破壊することがなく、靭性が大きいという特徴があります。このため、最近では宇宙開発や、極低温の超電導関連といった最先端分野でも採用されています。

アルミ切削加工の原理

アルミ切削加工は、用途に応じた工作機械を使って「切る」、「削る」といった形で不要な部分を取り除き、求められる形状やサイズに加工を行います。
様々な形状に加工でき、かつ高精度の部品が作成できるという長所がありますが、一方で短所としては、複雑な形状になる程、多くの刃物と様々な加工方法を用いることになるため、時間とコストがかかりやすいという側面もあります。

また、加工性の高いアルミですが、切削加工においては、加工中に刃物への溶着が発生する可能性があるという点についての注意が必要です。
溶着が発生してしまうと、刃物に構成刃先と呼ばれる刃先を作ってしまうことで加工精度が出なくなります。また、ネジ切りタップや細い刃物はこの現象により折れて加工品の中に埋まってしまうこともあります。

溶着を防ぐための対処法としては、大きく分けて以下の2つが存在します。

  1. エアブローによる切粉の排除
    加工用の刃物に対しエアーを吹き付け、加工により発生した切粉をエアブローでこまめに取り除くことで溶着を防止する。
  2. 加工時に切削油を使用する
    切削油を使用しながら加工することで、溶着のリスクを減少させる。

また、一般的に使用される部品のアルミ材は、アルミの持つ様々な欠点を克服する為に、他の金属が加えられ、アルミ合金として成立していることがほとんどです。このため、アルミには加えられている金属によって1000番系~7000番系の「番手」が存在し、それぞれ適した加工法も異なるため、アルミ切削加工に適した番手のアルミ合金を選ぶ必要があります。もっとも一般的なものは5000番系であり、加工性に優れるため切削加工にも適しています。

アルミ切削加工の問題点

アルミニウムは被削性に優れる特性を持つため、長時間連続で加工できるなどメリットも多いですが、一方でその特徴が理由で発生する問題点も存在します。

切粉の長尺化
アルミニウムは長時間の連続切削が可能ですが、同時に切削中に発生する切粉が切れにくく長くなることがあります。これが運転中の切削機に巻き込まれ絡まることで故障や中断のリスクがありますし、製品自体に接触することで表面に傷がつくことがあります。これは切削工具を適正にするだけで解決できるものでなく、作業者の技術にもよるところがあります。

切削中の変形
アルミニウム合金は基本的に軟質な材料であるため、チャッキングの段階で変形すことがあります。軽量化を目的とした部材では、薄肉や長尺のものも多くさらに変形しやすいため注意が必要です。

表面が傷つきやすい
チャッキングの固定治具は硬質な鉄鋼製であるため、接触部分では軟質なアルミニウム合金の表面が傷付くことがります。また切削中に発生する端部が鋭利な切粉が接触することでも、傷が発生するため同様に注意が必要です。外観を特に重視する場合は、切削加工後にショットブラスト処理などで、表面を均一にする方法が取られることもあります。

加工変質層の生成
軟質で塑性加工しやすいため、切削面の表層部分に内部と性質が異なる加工変質層が生成しやすい問題点もあります。硬度が増していたり、残留応力が発生したりすることで後工程の表面処理などに悪影響があったり、耐食性の低下にもつながるため加工条件の適正化や後工程での除去などが重要になります。

多量の切削油が必要
切削油の量が少ないと切削表面のむしり取りが発生し易くなる点や、低融点で耐熱性が低く熱膨張係数が高いことから変形のリスクが高まります。このため、常に大量の切削油が必要になり、飛散防止設備の初期コストや交換頻度の増加によるランニングコストの増加につながります。

種類に合わせた加工条件
アルミニウム合金は切削用だけでも多くの種類があり、それぞれ切削性や耐熱性が異なるため適正な条件を選定する必要があります。また作業中の変形や表面の傷、また切粉の発生など作業中の注意点も多いため加工条件だけでなく作業者の技術の高さも切削加工の品質には重要となります。 

アルミ切削工具

アルミニウム合金は軟質で被削性に優れていますが、融点が660℃以下と低く延性が高いことが原因で工具に溶着しやすく、またバリが発生し易い性質があります。このため、切削温度を低く抑えられ、さらにすくい角が負角刃形でなくすくい面精度が高いものを選択するのがポイントになります。

参考文献
https://www.metal-speed.com/onepoint/aluminum-feature/
http://aluminum-precision-machining.com/blog/1/%E3%83%96%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%86%E3%82%B9%E3%83%886/
https://www.taiyoparts.co.jp/blog/2394/
https://www.metal-speed.com/onepoint/aluminum-feature/
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jilm1951/45/7/45_7_415/_pdf
https://jp.misumi-ec.com/pr/vona/fs/cutting-tool/faq/05.html

アルミ切削加工のメーカー情報

アルミ切削加工のメーカー19社一覧


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