ABS 加工: 詳細ガイド

「正確な仕様を持つ望ましい ABS 部品については、プロセス、課題、およびその利点を理解する必要があります。」  

ABS 熱可塑性樹脂は強度、耐久性、熱安定性、耐衝撃性が高いため、幅広い用途で人気があります。自動車、航空宇宙、医療、エレクトロニクス、その他の業界の ABS 部品をご覧いただけます。しかし、ABS コンポーネントまたは製品を作成するためにどのような著名な製造方法が使用されているのでしょうか? ABS加工 最も正確かつ効果的なプロセスです。

さらに、この記事では、CNC の統合、利点、課題、ABS 射出成形技術との比較など、ABS プラスチックの機械加工プロセスについて説明します。

 

ABS加工とは何ですか？

これは、ABS ワークピースから材料を除去することで目的の形状を実現するサブトラクティブ製造戦略です。材料の除去にはさまざまな機械と切削工具が使用されます。一方、ABS の耐衝撃性は、加工中に工具に圧力がかかるため、損傷することがなく、加工をサポートします。 

ABS 加工装置の例としては、フライス盤、旋盤、ターニング センターなどがあります。機械は、ABS 上でフライス加工、穴あけ、旋削、ねじ切り、プロファイリング、その他のいくつかの操作を実行できます。さらに、機械加工により、優れた仕上げと精度の部品を製造できます。さらに、ABS プラスチックの加工における CNC テクノロジーの統合により、加工プロセスはより高精度、高効率、低コストの新時代に移行しました。 

そのため、ABS の機械加工により、さまざまな用途に適したさまざまな機能部品を製造できます。 ABS プラスチックの特性 運用上または機能上のニーズに不可欠です。

 

従来のABS加工プロセス 

従来の機械加工は、コンピューター制御を使用しない人間集中型のプロセスを指し、オペレーターが手動で機械を制御して工具やワークピースを正しい切削パスに誘導します。従来、ABS 加工部品には泡立て機とフライス盤が使用されてきました。

1. 旋盤加工

旋盤は、スピンドルに取り付けられた回転ワークピースの外面から材料を除去します。一方、切削工具は 2 軸 (X および Y) に沿って移動できる刃物台に取り付けられています。 ABS ワークピースが回転すると、切削工具が ABS ワークピースに接触し、その長さと直径に沿って材料を除去します。

旋盤加工は、ロッドやシャフトなどの円筒状の ABS 部品に適しています。フェーシング、ねじ切り、穴あけ、旋削などの操作を処理して、目的の形状を得ることができます。

2. ABS フライス加工 

フライス盤では、ワークの代わりに切削工具が回転します。フライスはスピンドルに取り付けられており、複数の軸に沿って移動してワークを成形できます。フライス工具は高速で回転しながらワークピースをカッターに送り込み、刃先が加工領域から材料を除去します。

フライス盤は、工具のセットアップに基づいて、切断、穴あけ、穴あけ、その他の操作を実行できます。したがって、ABS のミーリングは、ワークピースにポケット、溝、曲面などの複雑な形状を作成するのに適しています。ドローンの筐体やインシュレーターなどのカスタムパーツや製品にも柔軟に対応します。

従来の機械加工はさまざまな産業ニーズに使用できますが、特に中規模から大規模の製造においては、CNC 機械加工ほど精度もコスト効率も高くありません。機械加工中の人間の介入は最小限に抑えられ、ツールパスはコンピュータによって制御されるため、厳しい公差と非常に短い生産サイクル時間が保証されます。

 

ABS CNC加工とは何ですか?

CNC 加工の基本は従来の加工と似ていますが、工具の移動、工具の経路、切削速度、深さを含むすべての制御がコンピュータ ソフトウェアによって行われる点が異なります。 

ABS CNC加工 

段階的なプロセスは次のとおりです ABS CNC加工;

1.CAD設計

これは最初のステップであり、目的のコンポーネントまたは製品の詳細な設計が AutoCAD や Solidworks などのコンピュータ ソフトウェアで作成されます。設計には、寸法、公差、機能、アセンブリの取り付け配置などのすべての仕様が含まれている必要があります。

2. ABSグレードの選択

次に、ABS プラスチックには、高耐衝撃性、低耐衝撃性、高耐熱性の 3 つの主要なタイプがあります。用途の要件に基づいて、適切な ABS グレードを選択してください。同時に、各グレードのコストも考慮する必要があります。

3. デジタル指示/Gコードと 

G および M コードは、材料を正確に切断するための工具の動きを指示するデジタル命令です。これらのコードは、CAM などのコンピュータ ソフトウェアを使用して図面を処理することで取得できます。これらには、工具が加工のためにたどる切断パスも含まれます。

4. ツールの選択 

ここでは、ABS プラスチックを加工するためのツールも選択する必要があります。通常、ハイス工具は次のような用途に使用されます。 ABS CNC加工。

5. 加工セットアップ 

このステップには、使用している機械に応じて、ABS プラスチックのワークピースをワークベッドまたはスピンドルのチャックに取り付けることが含まれます。また、ワークとツールの位置合わせも行ってください。次に、切断パラメータを設定し、G コードを読み込みます。

6. 加工とモニタリング

G コードを実行すると、CNC マシンが動作を開始し、ツールが所定のパスと速度で ABS 材料を成形します。一方、発生した熱による熱損傷のリスクを最小限に抑えるために、冷却剤が適用されます。

したがって、このプロセスは、CNC 加工がコストと精度の点で好ましいことを示しています。従来の機械よりも複雑な形状を作成できます。

以下の表は、いくつかの重要な違いを示しています。

表: 従来型と CNC 加工または ABS プラスチックの比較 

機能	ABS 従来の機械加工	ABS CNC加工
プロセス	手動操作	自動運転
精度	穏健派	ハイ
複雑	限られた複雑さ	非常に複雑
ツールの柔軟性	ツールの柔軟性が限られている	ツールの高い柔軟性
生産量	少量のバッチに適しています	大規模なバッチに適しています
費用	初期費用の削減	初期費用が高い
リードタイム	リードタイムが長くなる	リードタイムの​​短縮

 

ABS加工のメリット

ABS はさまざまな方法で完成部品に加工できますが、ABS の CNC 加工には、精度、カスタマイズ、生産の柔軟性など、さまざまな利点があります。

• 機械加工プロセスでは、さまざまな形状、サイズ、機能の ABS 機械加工コンポーネントを製造できます。
• CNC ABS 加工は、直線寸法で ±0.005 インチなどの優れた精度を実現します。
• ABS プラスチックの機械加工は、カスタム形状のジオメトリに使用できます。
• ABS プラスチックの優れた機械的および物理的特性により、適用分野に関係なく、耐久性のある部品と製品が得られます。
• ラピッドプロトタイピングや小ロット生産にコスト効率が優れています。 
• 機械加工 ABS 部品は、必要な滑らかさと美観を満たすために表面仕上げを迅速に処理できます。
• 射出成形と比較して、精密な金型やその他の重い工具が必要ないため、ABS の加工は迅速に行えます。

 

ABS CNC 加工コスト

他の機械加工プロジェクトと同様に、ABS の機械加工コストは、設計の複雑さや精度から機械加工装置の能力に至るまで、多くの要因によって決まります。

また、従来の機械加工を使用するか、CNC加工を使用するかによってコストが大きく異なります。 CNC を使用した大規模生産はコストが安くなりますが、従来の機械では、少数のアイテムが必要な場合のみ、低コストの ABS パーを加工できます。

代表的なものとしては以下のようなものがあります ABS 加工のコスト要因 最終コストに影響を与えるもの。

• 設計コスト
• 材料費
• ツーリングコスト
• 機械費
• 人件費 
• 品質管理と検査コスト
• 表面仕上げ費用
• 在庫と送料 

これらの要因や内訳は、加工プロジェクトごとに異なる場合もあります。たとえば、部品によっては、機械加工後の仕上げが要件を満たしている場合、表面仕上げが必要ない場合があります。

ABS 加工のコストをよりよく理解するために、次の表を見てみましょう。 電子機器筐体のABS加工例。 

• 製品： 電子機器用カスタム ABS ハウジング
• サイズ：150 x 100 x 50 
• 公差： 重要な寸法の場合は ±0.2 mm、重要でない寸法の場合は ±0.5 mm
• 仕上げ(Ra): 外面0.9μm、内面1.8μm
• アイテム数: 50

コストファクター	詳細説明	費用
材料費	2ドル/ポンド×50ポンド	$100
工具のコスト	$50	$50
マシンのセットアップ時間	2 時間 ($3X20/時間)	$60
機械費	2時間×50アイテム×10ドル/時間	$1000
人件費	2 時間 x 50 アイテム x 20 ドル/時間	$200
諸経費とその他	（材料費＋段取り費＋加工費＋工具費＋人件費）×10％	$321
推定総費用	すべての費用の合計	$3531
部品あたりのコスト	総コスト/50アイテム	$70.62

(注: これはコスト見積もりの​​一例であり、複雑さやその他の要因に基づいて設計ごとに異なる場合があります)

 

ABS 加工用途

ABS加工部品

ABS 加工された部品や製品は、自動車やエレクトロニクスから日用品に至るまで、あらゆる場所にあります。軽量で十分な機械的特性により、アプリケーションのさまざまな操作および機能のニーズを満たすことができます。さらに、ABS CNC 加工の多用途性により、複雑なデザインやカスタム機能にも対応できます。

表: ABS 加工用途 

アプリケーションエリア	ABS加工部品例
自動車	グリルと通気口、ドアハンドル、バンパー、ヘッドランプハウジング、ダッシュボードコンポーネント、インテリアトリムパネルなど。
家電	ラップトップ、タブレット、スマートフォン、オーディオアンプ、その他の電子機器用のハウジング。
産業用	治具および治具、工具、コンベヤ部品、バルブ本体、ベアリング、ロボット部品、機械筐体、プロトタイピング部品。
医療	機器の筐体、手術器具のハンドル、補綴コンポーネント、医療用家具、カートなど。
航空宇宙	キャビン内装、コックピット部品、構造部品、ドローン筐体、衛星部品、各種部品の試作。

 

代替手段はありますか? ABS射出成形

CNC 加工以外にも、ABS プラスチック部品は 3D プリンティングなどの他のアプローチでも作成できます。 真空成形、射出成形。このうち、 ABS射出成形 ABS の大規模生産に特に人気があります。 

射出成形法では、溶融した ABS を射出金型に高圧で注入します。その後、液体 ABS が金型キャビティ内を流れ、形状が形成されます。次に、冷却後、固化した部品が金型から排出され、同じ金型が次のサイクルを繰り返します。

初期の金型製作には費用がかかりますが、 カスタム ABS プラスチック成形品 機械加工の工具コストよりも、金型の耐久性により、量産時の CNC 機械加工よりも部品のコストが安くなります。金型によるサイクル時間と再現性の短縮により、部品あたりのコストが大幅に削減されます。

表: ABS 射出成形とCNC加工 

因子	ABS射出成形	ABS CNC加工
公差	±0.1 ～ ±0.5 (代表値)	±0.02～±0.1mm
表面仕上げ	滑らかにするために後処理が必要になることが多い	最小限の後処理が必要
複雑	複雑な形状に対して柔軟性が低い	複雑な詳細を持つ複雑な形状を処理できます
生産量	大規模生産に非常に経済的	小規模なランニングに適しています
リードタイム	金型の製造とセットアップによりリードタイムが長くなる	試作および少量生産のリードタイムを短縮

 

ABS CNC 加工の課題 

まず、主に適切な工具とパラメータが必要なために、加工中にワークピースが巻き付いたり溶けたりする可能性があります。次に、ABS の内部応力により、変形やその他の表面欠陥が発生する可能性があります。これら 2 つは、ABS プラスチックの特性に関連する ABS 加工の主な課題です。さらに、精度、工具の摩耗、表面仕上げなどの課題もあります。

1. 寸法上の課題と工具の摩耗 

ワークピースの不安定性や工具のわずかなたわみだけでも、寸法の不正確さの原因となるのに十分です。したがって、加工前にワークとツールをしっかりと保持し、位置合わせする必要があります。また、工具の欠損は工具の急速な摩耗を引き起こし、工具コストが増加したり、ワークピースに損傷を与えたりする可能性があります。

2. 熱歪みチャレンジ

工具とワークの摩擦により熱が発生し、ABS ワークが熱膨張する可能性があります。熱により加工部分が溶け、焼け跡が残る場合があります。これを回避するには、適切な工具材料、最先端の形状、およびクーラントが必要です。たとえば、鋭い切れ刃は効果的な切りくず除去を容易にし、滑らかな仕上げを実現します。一方、ABS プラスチックの加工中に水ベースのクーラントを適用することもできます。

3. Surace 仕上げの問題

ABS プラスチックのフライス加工における表面仕上げの問題の主な原因は、不適切な工具形状と切削変数 (速度、深さ) です。工具が切削痕をなぞったり、加工面にバリや切り粉が付着する場合があります。たとえば、ABS 加工に適した形状には、正のすくい角を備えたシングルフルート エンド ミルまたは高ねじれ/クリアランス エンド ミルが含まれます。

4. 加工後の考慮事項

機械加工後、機械加工された ABS 部品の品質と機能を確保するために、バリ取りやその他のさらなる表面仕上げが必要になる場合があります。バリ取りプロセスでは鋭いエッジやバリが除去され、サンディング、研磨、塗装などの仕上げ技術によって美観と性能が向上します。

 

ABS加工用の3軸および5軸CNCマシンを備えています

Boda では、複雑さに関係なく、あらゆる種類の ABS CNC 加工プロジェクトを扱います。当社では、3 軸および 5 軸のユニバーサル CNC マシンと、プラスチック部品および製品用のさまざまな特殊なフライス盤および旋盤マシンを備えています。

CNC加工サービス

当社の経験豊富なエンジニアは、お客様や工場オペレーターと緊密に連携して、望ましい結果を達成します。 ProlenTech のカスタム ツール、工程内モニタリング、品質管理システムにより、さまざまな業界向けに高水準の ABS プラスチック部品を保証できます。したがって、正確でありながら手頃な価格の当社を活用するために、デザインをお送りください。 CNC機械加工サービス あなたのスタートアップや確立されたビジネスを成長させるために。

 

まとめ

機械加工プロセスでは、切断、穴あけ、フライス加工、旋削などのさまざまな操作で ABS 素材を正確に成形します。セットアップ時間の短縮と複雑な設計による柔軟性により、 ABS加工 業界全体の多様なコンポーネントに適しています。さらに、ABS 部品の製造に CNC 機械を使用することで、プロトタイピングと小ロット生産のコストが大幅に削減され、従来の泡立て機やフライス盤と比較して精度とリードタイムが向上します。

ただし、ツールの位置合わせ、熱損傷、寸法の不正確さに関するいくつかの課題が最終品質に影響を与える可能性があります。ただし、このような問題に対処するための解決策と考慮事項は存在します。

 

よくあるご質問

ABS プラスチックを CNC 加工できますか?

はい、ABS プラスチックは設計仕様に従って CNC 加工できます。

ABS CNC 加工は高価ですか?

通常、ABS 部品を機械加工する方がコスト効率が高くなります。ただし、全体のコストは部品の複雑さ、公差、生産量によって異なる場合があります。 

ABS加工における課題は何ですか? 

耐熱性や脆さなどの ABS 特性の管理などの課題に直面する可能性があります。また、加工時にバリや反りなどの表面欠陥が発生する恐れがあります。

ABS パーツの加工は耐久性がありますか? 

はい！機械加工された ABS 部品は一般に耐久性があると考えられています。ただし、製品部品の正確な寿命は、ABS のグレード、後処理、および動作条件によって異なります。