マグネシウムのCNC加工

マグネシウムのCNC加工

弊社は3軸、4軸、5軸CNCマシニングセンターを所有しており、従業員は平均10年以上のCNC加工経験を持っています。マグネシウムCNC加工の価格や詳細については、弊社までお問い合わせください。

マグネシウムのCNC加工とは?

CNC加工 マグネシウム合金の切削加工は、コンピュータプログラムされたCNC工作機械を使って、アルミニウムより30%軽いマグネシウム合金に切削加工などを施し、精密に部品を製造する。高効率で大量生産に適しており、0.005mmの精度を実現。複雑な構造も良好な表面品質で加工でき、3C、自動車、航空宇宙産業でよく使用されている。

CNC加工用一般的なマグネシウムタイプ

AZ91D マグネシウム合金

特徴アルミニウム含有量が高く(約9%)、強度と硬度に優れ、比較的安価であるため、最も広く使用されているマグネシウム合金の一つである。ヌープ硬度(HK)は76.2に達し、耐食性は一部のアルミニウム合金より優れている。

AZ31 マグネシウム合金

特徴アルミニウム含有量が低く(約3%)、塑性加工性は良好だが、強度と硬度はAZ91Dよりやや低い(ヌープ硬度HKは51.1)。

ZK60 マグネシウム合金

特徴高強度マグネシウム合金で、耐荷重構造に適し、耐摩耗性が良いが、比較的脆く、加工が難しい。

Mg-Mn合金:耐食性に優れ、化学装置や湿気の多い環境での部品に適している。

Mg-RE合金:希土類元素を含有し、安定した高温性能を有し、高温エンジン部品に使用される。

Mg-Li合金:極めて密度が低く、既知の金属構造材料の中で最軽量。重量が極めて重視される用途(人工衛星の部品など)に適している。

CNC加工マグネシウム部品の表面仕上げ

15年以上にわたる経験に基づく CNC加工経験マグネシウムを素材とする様々な精密機械加工部品の表面仕上げ工程を以下にまとめました。

機械加工仕上げ

削り出し仕上げ

工作機械で加工された試作品には、工具で加工された痕跡が残っている。

アルマイト仕上げ

陽極酸化処理

アルマイト処理は金属の耐食性と耐摩耗性を高め、着色やコーティングを可能にし、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの金属に適している。

研磨仕上げ

ポーランド語

金属、セラミック、プラスティック、プラスチックなどの素材に適しています。 PMMA.

サンドブラスト仕上げ

サンドブラスト

サンドブラストでは、研磨材を高圧で、または機械的にワークピースに噴射して、クリーンで粗くマットな仕上げを実現します。

 

 

ブラッシュ仕上げ

ブラッシュ仕上げ

ブラッシュ仕上げにより、金属表面にテクスチャー模様を作り出し、美的魅力を高めます。アルミニウム、銅、ステンレス、その他の素材に適しています。

粉体塗装仕上げ

パウダーコーティング

パウダーコーティングは、静電接着によってワークピースの表面に塗布され、高温で硬化して緻密な皮膜を形成し、金属やプラスチック表面の耐食性を高める。

電解研磨仕上げ

電気メッキ仕上げ

金属メッキは、耐食性と耐摩耗性を高めるために、電解プロセスを通じて材料表面に析出される。この技術は、金属や特定のプラスチックに適しています。

ブラックオキシダイズ仕上げ

ブラック・オキシダイズ

黒色酸化皮膜は化学酸化によって金属表面に形成され、低コスト、シンプルなプロセス、光の反射の低減を実現する。

電解研磨仕上げ

電解研磨

電気化学的陽極溶解により金属表面の微細な突起を除去し、残留応力のない平滑で緻密な表面を形成し、高い耐食性を実現。複雑な金属や導電性材料の加工が可能。

アロジン仕上げ

アロジン

化学変化により表面に保護皮膜を形成し、耐食性と密着性を向上させる。環境にやさしく、導電性に優れ、アルミニウムやマグネシウム合金に適しています。

熱処理仕上げ

熱処理

加熱により金属材料の内部組織を変化させ、硬度、強度、靭性、耐摩耗性を向上させる。鋼、アルミニウム合金、銅合金、チタン合金などの金属に適している。

マグネシウムのCNC加工の利点

軽量化における大きな利点
マグネシウム合金の密度はわずか1.74g/cm³(アルミニウムの2/3、鋼鉄の1/4)であり、エンジニアリング用途の金属構造材料としては最軽量である。

メリットCNC機械加工で製造された部品は、製品の重量を大幅に削減し、エネルギー効率(電気自動車の航続距離など)や携帯性(電子製品など)を向上させることができる。

高い加工精度と効率
CNCテクノロジーの特徴:コンピュータプログラミング制御により、ミクロン単位の精度(±0.01mm)を実現し、従来の加工では困難だった複雑な曲面や異形穴などの加工を可能にした。

効率の向上:自動加工により手作業が減るため、大量生産に適している(例えば、携帯電話のミッドフレームの1日あたりの生産能力は数千台)。

優れた表面品質
マグネシウム合金は機械加工後の表面粗さが低い(Ra≦0.8μm)ため、そのまま組み立てに使用することができ、研磨やサンドブラストなどの後処理工程を減らし、全体的なコストを下げることができる。

優れた放熱性能:マグネシウム合金の熱伝導率は156W/(m・K)(アルミニウムの1.5倍)。精密なCNC機械加工構造により放熱経路が最適化され、高電力密度のアプリケーション(5G基地局やゲーム用ノートパソコンなど)に適しています。

電磁波シールド性能:マグネシウム合金は電磁波に対して優れたシールド性能を発揮します。CNC加工された密閉構造は、シールド効率をさらに高め、電子機器の干渉防止要件を満たします。

高いリサイクル性:マグネシウム合金のリサイクル率は95%を超え、CNCで加工されたスクラップは100%リサイクルされ、再利用される。

マグネシウムのCNC加工の応用

3Cエレクトロニクス

用途ノートパソコンのケース、携帯電話のフレーム、タブレットのスタンド。

利点軽量設計により携帯性が向上し、放熱性の向上によりデバイスの寿命が延び、電磁シールドにより信号干渉が減少します。

自動車産業
用途ステアリングホイールフレーム、ダッシュボードサポート、シート調整機構。

利点10%-15%の軽量化により、5%-8%の燃料消費量を削減できる。CNC加工された精密構造は、安全基準(衝突試験など)に適合している。

航空宇宙
用途ドローンアーム、衛星構造部品、航空機ドア

利点CNC加工による軽量・高強度構造が鍵となる。

医療機器
用途ポータブル超音波診断装置のケーシング、手術用ロボットのジョイント。

利点優れた生体適合性;CNC加工によるバリのない表面は、精密伝達の要件を満たしながら感染リスクを低減する。

スポーツ用品
用途自転車フレーム、ゴルフクラブヘッド、カラビナ。

利点軽量設計は運動性能を向上させ、CNC加工によって紡ぎ出された流線型のデザインは空力特性を最適化する。

マグネシウムのCNC加工に関するFAQ 

マグネシウム合金のCNC加工において、適切な切削工具と切削パラメータを選択するには?

工具材質細粒・超細粒超硬合金(Kタイプ/ISO Nタイプ)、またはダイヤモンドコート工具(量産向き)を推奨。
工具形状:大きなすくい角(>10°)は切削抵抗を低減し、鋭い切れ刃を提供する。大きな逃げ角(>10°)は摩擦を低減する。
切削パラメータの最適化高スピンドル速度:マグネシウムは熱伝導率が良く、300m/min以上のスピンドル速度に耐えることができる(一般的にアルミニウム合金よりも高い)。
大きな送り速度:低い切削力の特性を生かし、1歯あたりの送り量(fz)は0.1mm/歯以上。
大きな切り込み/切り込み幅:工作機械の剛性の範囲内で、可能な限り大きな切り込み深さ(ap)と切り込み幅(ae)を使用し、パス数を減らす。
原理切削領域での過度の熱蓄積を避けながら、高い金属除去率(MRR)を維持する。
経路計画:荒加工では効率性を重視し、仕上げ加工では精度を重視する。

マグネシウム合金のCNC加工の主な利点は何ですか?

軽量:密度はわずか1.74g/cm³(アルミニウムの2/3、スチールの1/4)で、製品重量を大幅に削減(例:自動車部品で15%-20%の軽量化)。
高精度と高効率:CNC技術は±0.01mmレベルの精度を達成し、複雑な構造(例えば、3C製品の不規則な穴、薄肉の航空宇宙部品)を加工します。
放熱と電磁シールド:熱伝導率は156W/(m・K)で、アルミニウムやスチールより優れている。電磁干渉を自然に遮蔽するため、ハイパワー機器(5G基地局、ゲーム用ノートパソコンなど)に適している。
リサイクル性:廃材リサイクル率は95%を超え、グリーン製造のトレンドに合致している。
衝撃吸収性能:弾力性のある衝撃吸収特性が振動や騒音を吸収し、カーシートやトランスミッションシステムなどの部品の快適性を向上させる。

マグネシウム合金のCNC加工後の一般的な表面処理方法は?

化学酸化:低コストで操作も簡単だが、膜厚が薄く(1~5μm)耐食性に限界があり、一時的な保護や下地処理に適している。
陽極酸化:化学酸化よりも耐食性・耐摩耗性に優れた硬質セラミック皮膜を形成するが、封孔処理(高温硬化エポキシ樹脂など)が必要。
マイクロアーク酸化(MAO):厚さ10~30μmのセラミック皮膜を生成し、耐食性と耐摩耗性を大幅に向上させる。屋外/高腐食環境(自動車ホイールなど)に適している。
電気めっき:一般的に使用されるメッキ材料は、ニッケル、銅、クロムで、密着性を向上させるための前処理(亜鉛浸漬など)が必要で、装飾的または機能的なニーズ(導電性など)に適している。
自己修復複合酸化技術:10~120μmの緻密なセラミック被膜を生成し、アクティブ/パッシブ補修機能を備え、500~1000時間の耐塩水噴霧性を実現、ハイエンド分野(航空宇宙、新エネルギー自動車など)に適している。

マグネシウム合金のCNC加工に安全上のリスクはありますか?どのように軽減できますか?

危険性マグネシウム合金の切断時には高温の火花が発生しやすく、粉塵が自然発火する恐れがある(発火点は約500℃)。
注意事項湿式切断:切断部の温度を下げるために、乳剤またはオイルミストによる冷却を行う。
設備の保護:工作機械に自動消火装置(CO₂消火装置など)および集塵装置を装備する。
ほこりやオイルミストの漏れを防ぐには、良好なシーリングが不可欠である。
操作手順埃を吹き飛ばすために圧縮空気を使用しないでください(静電気火花の原因となります)。
カッティングエリアは常に清潔に保ち、たまった切りくずは毎日取り除く。
材料の選択:難燃性マグネシウム合金(カルシウムとストロンチウムを含むAZシリーズなど)を優先する。

マグネシウム合金のCNC加工は、一般的にどのような産業で使用されていますか?

3Cエレクトロニクス:ノートパソコンの筐体、携帯電話のフレーム(軽量化+放熱+電磁波シールド)。
自動車産業:エンジンブロック、トランスミッションハウジング(30%-40%の軽量化)、ホイール、ハブ(持続不可能な質量の低減)、シートフレーム、ステアリングホイール(安全性と快適性の向上)。
航空宇宙航空機の胴体フレーム、主翼スパー(15%-20%軽量化)、エンジンマウント、コントロールヒンジ(高温・高振動耐性)。
医療機器:ポータブルX線装置、超音波診断装置ハウジング(軽量+生体適合性)、骨ネジ、骨プレート(生分解性)。
ロボット工学と自動化:ロボットジョイント、アーム(軽量+高強度)、自動機器ハウジング(耐食性+精密部品の保護)。