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プラスチック加工 代替案の考え方プラスチック加工のワンポイント講座


部品加工の現場では、設計者の意図する形状が、必ずしも予算以内で実現できるとは限りません。
機械加工部品のコストは大きく分けて材料費と加工費に分類されます。
多くの場合、加工費がコストの大半を占めます。

加工費には単純に加工品を製作するのにかかる時間に、加工に必要な治具代や刃物や道具、
データ確認やプログラム作成の他、段取りや準備といった時間も考慮されます。
加工が難しい図面は、これらの時間や工程が多く必要になるので、加工費が高くなる傾向にあります。

工程数を減らす

部品の加工には1工程で加工が完了するものもあれば、旋盤とマシニングといった複数の工程が必要なものもあります。
工程数が多くなればなるほど加工費は高くなります。

1工程で同時に複数箇所の加工ができる治具の製作や、多軸加工機の採用で、工程数を削減することができます。

治具の製作も加工に必要な工程の1つで、必要な治具の種類によって必要な時間は変わります。
治具が必要になるケースで多いのが、ワークを固定するのが難しい形状の図面です。
用途上形状が変更不可である場合を除いて、ワークを掴む箇所を入れるかどうかは検討要素です。

加工会社によっては設計の段階で、クランプしやすいところを残す形状を提案してくれる場合もあります。
極端な長さや大きさ、厚みの形状がある場合は、形状変更の余地があります。
可能であれば少し寸法や形状を変更、分割形状にすることでコストダウンに繋がる可能性があります。

使用する切削工具を減らす

切削加工にはドリルやエンドミルなどの様々な切削工具を使用します。
寸法公差が厳しい加工や、特殊なネジなどの加工、難削材や刃物の摩耗が見込まれるような形状の場合は、専用の切削工具が必要になることがあります。
このような場合は素材の変更を検討する、公差緩和、形状変更でコストを抑える方法を模索できることがあります。

また、切削加工では難しい形状の図面には、3Dプリンター出力という別の加工方法を採ることも有効です。
3Dプリンター出力では、クランプがしにくい形状や、削るのが難しい形状の加工費の高騰を防ぐことができます。
納期も切削加工より短縮できる例が多いため、当社から提案させて頂くこともあります。

処理の方法を考える

熱処理や表面処理についても、使用目的によって処理を変更することで、コストを下げられるケースがあります。
熱処理の特性上どうしても歪みが生じることが多いため、精度が必要な部品は熱処理後研磨仕上げが必要になることがあります。
熱処理を行う目的が表面硬度のみの場合は、歪みの少ない熱処理に変えることで、後工程をなくすことができる場合があります。
場合によっては、その熱処理に適した素材への変更も必要となることもあります。

表面処理は膜圧管理のしやすいメッキとそうでないメッキがあります。
膜圧を考慮して寸法を仕上げるような場合は管理が難しくなるので、図面公差によってはメッキの種類を変更した方が良い場合があります。
メッキの工程をなくすために鉄材ではなくステンレス素材での加工を望まれる場合がありますが、ステンレス自体が難削材にあたるため、
メッキの費用がなくなっても加工費が高騰する場合も多いので、こちらは注意が必要です。

材料選定を考える

指定している素材が使用用途に対して過剰スペックになっている場合は、
最適な素材へ変更することでコストダウンに繋がります。

材料を選定する際に重要なのが、絶対条件と希望条件に分けて検討することです。
希望条件まで全て備えた素材を選定すると、高価な素材となってしまうことが多いので、まずは絶対条件を軸に候補を出すのが良いです。

素材の寸法には規格があり、ある程度画一化されたサイズから削り出されます。
この規格に準ずる寸法で設計されている場合は問題ありませんが、規格寸法より調整する必要のある場合はコスト増の要因になります。
板の場合は厚み、丸棒の場合は外径を考慮することで余計なコストを省くことができることもあります。
ただし、素材の種類によっては厚みや径のばらつきがあります。
最低限の仕上げ加工は必要な場合が多いため、注意が必要です。

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