コンテンツメニュー
● 導入
>> 1。国際基準と認証
>> 2。寸法検査手法
>> 3。表面の品質検証
>> 4。材料の検証とテスト
>> 材料と備品の課題
● 結論
● よくある質問
>> 1. 5軸の機械加工が3軸の機械加工よりも正確になっているのはなぜですか？
>> 2。メーカーは、5軸機械加工部品の複雑な表面をどのように検査しますか？
>> 3.なぜ5軸の機械加工でツールウェアがより大きな問題になっているのですか？
>> 4. 5軸機械加工の品質管理において、ドキュメントはどのような役割を果たしますか？
● 引用：
5軸加工は、5つの軸を横切って同時に移動できるようにすることにより、前例のない精度と効率を提供する最先端の製造プロセスです。このテクノロジーにより、従来の3軸または4軸機が達成できない複雑な幾何学と複雑な設計を作成できます。その複雑さと精度の需要のため、5軸加工の品質管理は、厳しい業界基準を満たす完全な結果を確保するために重要です。
この記事では、品質管理の重要な側面を探ります 5軸の機械加工。 基本原則、高度な検査手法、一般的な課題、ベストプラクティスを含むOEMサービスを求めているメーカー、サプライヤー、またはブランドを求めている場合でも、5軸の機械加工プロセスに堅牢な品質制御を実装する方法を理解することで、製品の信頼性を劇的に改善し、コストを削減し、イノベーションをサポートできます。
5軸の機械加工により、3つの線形運動（x、y、z）と2つの回転軸を組み合わせて、ツールまたはワークピースが切断中に傾斜して回転できるようにします。この機能により、単一のセットアップで複雑な部品の複数の面に継続的にアクセスできるようになり、再配置と効率の向上に関連するエラーが削減されます。
5軸機械加工の高度な柔軟性により、航空宇宙、自動車、医療機器、防衛などの高精度と洗練されたデザインを必要とする業界では不可欠です。 5軸の加工により、複雑な部品の生産を極端に正確に促進することにより、製品の設計と製造の革新を促進します。
5軸の機械加工の品質を確保することは、以下のために従来のCNC加工よりもはるかに困難です。
- 制御を必要とするより多くの変数を導入する複雑な多軸運動。
- 厳しい許容範囲を要求する複雑な部分の幾何学。
- 正確な測定を必要とするアクセスが困難な表面。
- 出力に影響を与えるツール摩耗と機械のキャリブレーションエラーのリスク。
厳密な品質制御システムは、すべての製造された部品が、そのアプリケーションで予想されるように正確な仕様と機能を満たしていることを保証します。品質へのこのコミットメントは、費用のかかるリコールやリワークを防ぐだけでなく、国際的なクライアントにOEMサービスを提供するメーカーの評判を高めます。
さらに、5軸の機械加工の品質制御は、スマートな製造およびリアルタイムのデータ監視がプロセスの予測可能性と回復力を高める業界4.0などのより広範な業界動向と一致しています。
堅牢な品質管理は、次のような国際基準への順守から始まります。
- 品質管理システム用のISO 9001。
- 航空宇宙用AS9100や医療機器のISO 13485などの業界固有の基準。
- ROHSなどの規制の順守と環境および安全の要件のリーチ。
これらの認定には、文書化された手順、オペレータートレーニング、機械のキャリブレーション、および製造全体のトレーサビリティが必要であり、一貫した製品品質を集合的に保証します。認証を達成し、維持することは、多くの場合、グローバル市場の競争上の利点につながります。
5軸機械加工部品の複雑なジオメトリには、高度な寸法検査技術が必要です。
- 座標測定機（CMMS）は、3D空間のパーツのプロービングポイントにより、高精度測定を提供します。タッチプローブと光学CMMの両方が、複雑さと表面のアクセシビリティに応じて使用されます。
- 幾何学的な寸法と公差（GD&T）言語は、機能的なアセンブリを確保するために、形式、方向、位置、およびランアウトをカバーする基本的な寸法を超えた許容範囲を指定します。
- コンピューター断層撮影（CT）スキャンは、外部からアクセスするのが難しい内部機能または非常に複雑な部品に使用される場合があります。
最新の検査システムは、多くの場合、自動化された比較のためにCADモデルと統合され、品質検証を高速化し、プロセスの早い段階で逸脱を検出します。これらの機能は、許容範囲がミクロン内にある5軸の機械加工に不可欠です。
表面仕上げは、特に疲労、摩擦、摩耗、または美容上の魅力が重要な用途でのパフォーマンスのパフォーマンスにとって重要です。 5軸コンポーネントの場合、表面仕上げ検査では、さまざまなツール角度と動きによって引き起こされる変動を説明する必要があります。
- RA（平均粗さ）、RZ（平均粗さの深さ）、RMAX（最大粗さの深さ）などのパラメーターの測定。
- 部品のジオメトリとアクセシビリティに応じて、接触または非接触プロフィロメーターの使用。
5軸の機械加工の複雑なツールの向きにより、一貫した表面仕上げを維持することで、研磨や研削などの費用のかかる二次操作の必要性が低下し、効率が向上します。
特に、機械的負荷または過酷な環境にさらされる重要なコンポーネントのために、適格な材料特性が不可欠です。
- 硬度（Rockwell、Vickers）、引張強度、疲労抵抗、衝撃強度などのテストは、材料の適合性の保証を提供します。
- 超音波検査や染料浸透剤テストなどの非破壊検査（NDT）技術は、内部欠陥または表面亀裂を検出します。
- 材料認定文書（工場証明書）トレーサビリティの化学組成と熱処理履歴を検証します。
この徹底的な材料の検証により、5軸機械加工を介して配信されるコンポーネントが、製品の信頼性の基本である必要な機械的および物理的特性を満たすか、それを超えることが保証されます。
プロセス検証は、一貫した生産品質に不可欠です。
- 最初の記事検査（FAI）：プロセス能力と設計仕様の順守を確認するための初期生産部品の徹底的な調査。
- 生産部品承認プロセス（PPAP）：本格的な生産が始まる前に製造プロセスを規制する正式な承認システム。
- 統計プロセス制御（SPC）：生産中の品質パラメーターの継続的な監視により、傾向を検出し、欠陥を防止します。
- キャリブレーション、ツーリングの寿命、検査結果、メンテナンス活動、不適合レポートの記録を維持することは、トレーサビリティと継続的な改善をサポートします。
一緒に、これらのプラクティスは、各製造サイクルが確立されたパラメーター内で一貫して部品を生成し、変動を最小限に抑えることを保証します。
5軸の機械加工の複雑さは、品質管理を強化するために最先端のテクノロジーの統合を要求します。
- 機械加工センター自体に取り付けられたインプロセスプロービングシステムにより、機械加工中にリアルタイムの寸法チェックが可能になり、欠陥のある部品を生成するリスクが減ります。
- 機械学習アルゴリズムは、膨大な量のセンサーデータを分析して、ツールの摩耗、機械のドリフト、および潜在的な品質の問題を予測します。
- デジタル双子は、機械加工プロセスの仮想レプリカを作成して、精度と表面の品質を向上させるために機械加工パラメーターをシミュレートおよび最適化します。
- 自動光学検査（AOI）システムは、高解像度カメラとAI搭載ソフトウェアを使用して、生産を止めずに傷、へこみ、色の矛盾などの表面欠陥を検出します。
これらのテクノロジーを採用することにより、メーカーは5軸加工における品質管理の信頼性と効率を大幅に向上させることができます。
5軸の加工には、型破りな切断角度と長いツールのエンゲージメント、加速ツールの摩耗が含まれます。チェックされていない摩耗は部分の品質に影響を及ぼし、費用のかかるダウンタイムを引き起こします。
解決策：ツール監視システムとスケジュールされた検査を実装し、予測メンテナンススケジュールと組み合わせてツールの寿命を延ばし、予期しない障害を回避します。
精密加工精度は、機械軸の継続的なキャリブレーションと、動作中の熱膨張の補償に大きく依存します。キャリブレーションエラーは、寸法の不正確さにつながる可能性がありますが、メンテナンスが不十分であると故障リスクが増加します。
解決策：厳格な予防保守スケジュールと専門的なオペレータートレーニングは必須です。温度センサーと熱補償ソフトウェアを使用すると、環境の変動にもかかわらず、強烈な許容範囲を維持することができます。
プログラミング5軸ツールパスは、同時に多軸の動きのために複雑です。プログラミングが不十分な場合、衝突、ダメージツールや部品を引き起こす可能性があり、その結果、計画外のダウンタイムが生まれます。
解決策：高度なCAM（コンピューター支援製造）ソフトウェアおよびシミュレーションツールは、ツールパスの最適化、衝突検出を提供し、機械加工操作間のスムーズな遷移を確保するのに役立ちます。
薄壁部分などの機械加工中に変形を起こしやすい特性を持つ材料は、5軸プロセスで課題を悪化させます。誤ったまたは不安定な固定具は、振動またはシフトを引き起こし、質が低下する可能性があります。
解決策：材料の選択を綿密に監視する必要があり、等高線のバリエーションに適応する動的な固定具を使用する必要があります。振動の減衰方法は、表面の品質を向上させます。
- ツールジオメトリ、コーティング、材料の互換性を考慮して、5軸の機械加工アプリケーションに合わせて調整された適切な切削工具を選択します。
- ツールロードバランスを考慮し、鋭い方向の変化を回避し、頭またはワークの動きを最小限に抑えるツールパスと機械加工戦略を最適化します。
- 温度、潤滑、アライメント、振動レベルなどの機械条件を厳しく制御します。
- 重要な機能とパフォーマンスを検証するために、次元チェック、表面プロフィロメトリー、および機能テストを組み合わせた包括的な検査手法を使用します。
- すべての期待が一貫して満たされるように、OEMパートナーまたはサプライヤーと明確な品質基準とコミュニケーションチャネルを確立します。
- トレーサビリティ、認証目的、継続的な改善について、すべてのプロセスと検査を徹底的に文書化します。
- オペレーターが熟練し、潜在的な落とし穴を認識し続けるために、5軸の機械加工と品質管理のニュアンスに焦点を当てたスタッフトレーニングプログラムを実装します。
- 無駄のない製造原則を適用して、廃棄物を減らし、品質を損なうことなく検査ワークフローを合理化します。
5軸加工の品質管理は、高度な技術、厳密な基準の順守、および専門家の取り扱いを要求する多面的なプロセスです。機械のキャリブレーションから寸法検査、表面仕上げの検証、および材料テストまで、すべてのステップは完全な結果を達成する上で重要な役割を果たします。ベストプラクティスと革新的な技術を通じて、ツールの摩耗、プログラミングの複雑さ、環境要因などの課題に対処することにより、メーカーは、今日の高度な業界の厳しい需要を満たす正確で信頼性の高い高品質のコンポーネントを提供できます。包括的で十分に文書化された品質制御システムにより、SC RapidManufacturingなどの企業は、国際的なOEMの顧客に一貫した卓越性を提供し、信頼と長期のコラボレーションを促進できます。
5軸の加工により、5つの異なる軸を横切る同時の動きが可能になり、ツールが1つのセットアップで複数の角度から部品にアプローチできます。これにより、再配置エラーが減少し、許容度の精度が向上し、従来の3軸の機械加工よりも正確になります。
タッチプローブまたは光学センサーを装備した座標測定機（CMM）を使用して、3Dポイントを正確に測定します。場合によっては、CTスキャンは内部機能に使用され、表面プロフィロメーターは粗さと仕上げの品質を評価します。
5軸の加工には複雑な切断角度と長いツールエンゲージメントが含まれるため、ツールはより大きな摩耗を経験します。監視とタイムリーな交換がなければ、この摩耗は品質の低下とダウンタイムの増加につながる可能性があります。
ドキュメントにより、製造プロセス全体のトレーサビリティと説明責任が保証され、機械のキャリブレーション、検査結果、材料認定、および是正措置をカバーします。これにより、メーカーは一貫した品質を維持し、認証要件を満たすことができます。
はい、再配置せずに複雑な部品を単一のセットアップで加工することにより、5軸の加工により、従来の方法と比較してセットアップ時間とサイクル時間が大幅に短縮され、生産が加速し、効率が向上します。
[1] https://www.gncorporations.com/the- ultimate-guide-to-5-axis-cnc-machining-machining-precision and-efficiency-for-modern-manufacturing
[2] https://www.ptsmake.com/5-axis-cnc-machining-slash-costs-boost-precision-full-guidewhat-is-5-axis-cnc-machining/
[3] https://www.3erp.com/blog/cnc-machining-challenges/
[4] https://www.dmgmori.co.jp/sp/5axis/en/
[5] https://www.gemsons.com/real-world-challenges-in-5-axis-cnc-machiningとhow-to-overcome-them/
[6] https://www.hermle.de/en/news-media/news/detail/three-common-misconceptions-about-five-axis-machining/
[7] https://www.phas.io/post/5-axis-quality-control
[8] https://www.dadesin.com/news/best-practices-for-5-axis-machining-tips-for-optimal-results.html
[9] https://www.market-prospects.com/articles/the-evolution-and-challenges-of-5-axis-machining
[10] https://www.phas.io/post/5-axis-machining-inspection
[11] https://www.xavier-parts.com/a-basic-guide-to-5-axis-machining-center/
[12] https://www.cnchonscn.com/a-process-challenges-of-five-axis-cnc-machining of-large-parts.html
[13] https://www.renishaw.com/jp/kmtc-promotes- of-chinese-5-axis-cnc-machine-tools-38919
[14] https://etherealmachines.com/blog/maximizing-productivity-and-efficivity-with-5-axis-cnc-milling-tips-and-best-practics/
[15] https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=Rep1&type=pdf&doi=be4c85ffbb60b70cdff2384100bf62148af7b18e0
[16] https://hwachachonasia.com/the-esential-guide-to-5-axis-cnc-machining/
[17] https://www.dmgmori.co.jp/en/knowledge/category/
[18] https://www.autodesk.com/solutions/5-axis-machining
[19] https://www.solidcam.com/blog/simultaneous-5-axis-milling-unleashed-techniquesとtips
[20] https://www.sc-rapidmanufacturing.com/best-practices-for-choosing-a-5-axis-machining-supplier.html
