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5 軸 CNC と 3 軸: 精密機械加工が少量生産における総コストをどのように削減するか

数ブラウズ:0     著者:サイトエディタ     公開された: 2025-11-22      起源:パワード

製造業界では、 のコストについてよく議論されます CNC 加工。多くのプロジェクト マネージャーは時給に注目します。彼らは、 5 軸 CNC マシンの方が 時間当たりのコストが高いことに気付きました。では 3 軸マシンの方が安価だと考えるかもしれません 少量生産プロジェクト

この考え方は単純すぎます。ん 部品の実際のコストは、機械の時間単価だけではありませ実際のコストには多くの隠れた要素が含まれます。これらの要因には、セットアップ時間、人件費、必要な治具、スクラップ率、および納期が含まれます。

BOEN Rapid には 20 年以上 の経験があります。当社では 3 軸マシンと高度な DMG 5 軸 マシンの両方を使用しています。私たちの経験は明らかな真実を示しています。少量の複雑な部品の場合、 5 軸精密加工により 部品あたりの総コストが削減される ことがよくあります。コストのかかるエラーや長時間の遅延を回避することでコストを節約します。

この記事では、実際のコストの計算を示します。 5 軸テクノロジーへの投資が実際にお金を節約する賢い方法である理由を説明します。

CNCフライス盤-1

機械加工の哲学と限界を理解する

コストを比較するには、2 つのテクノロジーがどのように機能するかを理解する必要があります。彼らは異なる運動能力を持っています。これらの違いは生産コストに直接影響します。

A. 3 軸加工 (X、Y、Z): 簡素化パス

3 軸マシンは 3 つの直線に沿って移動します。これらは X、Y、Z 軸です。この機械は業界の基礎ツールです。

3 軸: 範囲と制限

3 軸加工は単純な部品に最適です。これらのパーツはブロック状であることが多いです。それらの特徴はすべて平行な面上にあります。例には、単純なブラケットやフラット パネルが含まれます。

3 軸マシンの最大の制限は、動きが硬いことです。切削工具は一方向からのみパーツにアプローチできます。別の側でフィーチャーを加工する必要がある場合は、機械を停止する必要があります。その後、技術者は手動で部品を**再固定**し、**再位置合わせ**する必要があります。このプロセスは **複数のセットアップ** と呼ばれます。

  • **セットアップ:** 技術者は手動で部品の位置を調整する必要があります。

  • **時間:** 各セットアップには時間と労力がかかります。

  • **エラー:** 各セットアップでは人的エラーが発生する可能性があります。

B. 5 軸加工 (X、Y、Z + A/B/C): 統合パス

5 軸マシンには、2 つの回転軸 (A、B、または C) が追加されます。これは、切削工具が 3 つの直線軸に沿って移動できることを意味します。同時に、機械テーブルまたはスピンドルが部品を回転させることができます。

5 軸: コア機能

中核となる機能は **「単一セットアップ、5 面加工」** です。機械は停止することなく部品のほぼすべての表面にアクセスできます。技術者が部品に触れる必要はありません。

BOEN Rapid はハイエンド **DMG 5 軸** マシンを使用しています。この機器は複雑なプロジェクトの鍵となります。非常に高い精度が必要なプロトタイプや少量のバッチに使用します。

  • **能力:** 複雑な輪郭、深いポケット、角度のある穴を加工します。

  • **プロセス:** プロセス全体が最初から最後まで自動的に実行されます。

  • **効率:** このステップの統合が、総コストを削減する主な理由です。


真のコストの内訳: 5 軸が部品あたりの総コストをどのように削減するか

時給というのは単なる数字です。 **部品ごとの総コスト** は、はるかに複雑な方程式です。少量生産では、5 軸テクノロジーにより、総コストを増加させる変数が大幅に削減されます。

A. 累積エラーと廃棄率の排除

精度が最大のコスト削減になります。製造業では欠陥があるとコストがかかります。少量のバッチの場合、1 つの不良部品が利益率を台無しにする可能性があります。

3 軸誤差と 5 軸精度

3 軸部品に 4 つまたは 5 つのセットアップが必要な場合、技術者は毎回手動で部品の位置を再調整する必要があります。

  • 手動による調整にはそれぞれ小さな誤差が生じます。

  • これらのエラーは**加算(蓄積)**されます。

  • これらの累積誤差により、フィーチャ間の厳密な**位置許容差**が破壊されます。

5 軸機械では、部品は 1 回だけクランプされます。機械の強固な構造がすべての動きを制御します。これにより、すべてのフィーチャが相互に完全に機械加工されることが保証されます。 **スクラップ率**は大幅に低下します。スクラップ率が低いということは、無駄な材料と無駄な機械時間の削減を意味します。これはコストの削減を意味します。

品質認証とコスト削減

BOEN Rapid は **ISO 13485 認証を受けています**。この認証は医療機器を対象としています。医療部品には絶対的な精度が必要です。ミスは許されません。当社の 5 軸マシンの信頼性は、この品質基準を維持するのに役立ちます。この信頼性は、品質管理と検査における直接的なコスト削減につながります。

B. セットアップと備品のコストを削減

少量生産では、高い人件費と工具費が大きな負担となります。 5 軸アプローチは両方を最小限に抑えます。

高価なカスタム器具の削減

複雑な部品では、多くの場合、3 軸セットアップのカスタム 治具が必要になります。これらの治具は、加工のために部品を特定の角度に保持します。これらの設備は設計と構築に **高価** です。設備の構築には **数週間かかり**、プロジェクトが遅れます。

5 軸マシンでは、これらの治具のほとんどが不要になります。機械の傾斜テーブルまたはヘッドが保持を行います。これにより、**非反復エンジニアリング (NRE)** コストが削減され、プロジェクトのスケジュールが短縮されます。

セットアップ時間は大きなコストとなる

セットアップにかかる時間は人件費だけではありません。これは、マシンがアイドル状態にある場合のコストでもあります。

コスト要因 3 軸加工 (複雑な部品) 5 軸加工 (複雑な部品) 5 軸
**セットアップの数** 4~6回 1~2回 大幅な削減
**固定費** 高 (カスタムジョー/プレート) 低(標準バイス) NREコストを削減
**作業時間の設定** 高 (複数の手動調整) 低 (単一の初期アライメント) 直接的な人件費の削減

C. 効率を高めるためのツール姿勢の最適化

5 軸加工機は、部品の 5 つの側面にアクセスするだけではありません。また、切削工具を最適な方法で配置します。これは、加工プロセスの速度と品質に影響します。

材料除去率 (MRR) の向上

機械は工具を傾けて、表面に対して理想的な角度を維持できます。これを**タンジェンシャルカット**と呼びます。

  • この技術により、**より短く、より剛性の高い切削工具**を使用できるようになります。

  • 工具の振動やビビリを軽減します。

  • これにより、機械は材料をより速く除去できるようになり、**材料除去率 (MRR)** が向上します。

材料の除去が速いということは、部品が高価な機械に費やす時間が短縮されることを意味します。これは直接的なコスト削減です。

優れた表面仕上げと後処理の削減

最適な工具姿勢により仕上げ面も向上します。切断痕が最小限に抑えられます。

  • **3 軸パーツ**では、多くの場合、サンディング、研磨、バリ取りなどの高価な**後処理**が必要になります。これは多くの場合手動で行われます。

  • **5 軸パーツ** は、はるかに高品質の表面で機械から取り出されます。手作業での仕上げ作業が少なくなります。

手作業が減ればコストも減ります。当社の 5 軸仕上げの高品質は、クライアントが最終部品を一貫して賞賛する理由の 1 つです。


D. 生産チェーンとリードタイムの​​短縮

時は金なり。プロトタイプ市場や少量生産市場では、迅速に市場に投入することが大きな競争力となります。

一体型フロー製造

5 軸プロセスは、**「単一ピース フロー」** と呼ばれることがよくあります。部品は機械に投入され、完成品として出荷されます。次のセットアップを待つ必要はありません。異なるマシンや部門の間を移動する必要はありません。

  • このフローにより、付加価値のない時間(待機、移動)が排除されます。

  • 全体的な **リード タイム**が大幅に短縮されます。

BOEN Rapid は、**迅速な対応能力**に誇りを持っています。当社の 5 軸テクノロジーの効率性は、当社が複雑な部品を迅速に納品できる主な理由です。このスピードはクライアントにとって大きな付加価値となります。これは、より迅速なテストとより迅速な製品発売につながります。

BOEN 迅速決定スコアカード

3 軸と 5 軸のどちらを選択するかは、データに基づいて決定する必要があります。当社では、クライアントをガイドするためにシンプルなスコアカードを使用しています。

決定要因による節約 3 軸 CNC 加工 5 軸 CNC 加工 BOEN Rapid 推奨原則
**幾何学的複雑さ** シンプルな角柱形状、平行面上の特徴。 **複雑な曲線、深い空洞、角度のある特徴、有機的な形状。** 複雑さが主なコスト要因です。
**許容要件** 比較的緩い(例:±0.1mm以上)。 **厳密な位置公差** (例: ±0.025 mm 以下)。 精度要件によってリスク レベルが決まります。
**生産量** 単純な部品の場合は非常に少量 (1 ~ 5 ユニット)。 **複雑な機能部品の場合は少量 (10 ~ 500 ユニット)**。 複雑さが高い場合、5 軸はコストを節約します。
**材料** 軟金属(アルミニウム6061)、標準プラスチック。 **難削材合金** (チタン、インコネル) および高性能材料。 5 軸は硬い材料をより効率的に処理します。

製造容易性のための設計 (DFM) の役割

BOEN Rapid はただ注文を待つだけではありません。当社は、専門家による **DFM 分析**をお客様に提供しています。 CAD ファイルと必要な公差を確認します。そして、経験を活かして最適なマシンをご提案させていただきます。 5 軸用に設計された部品をわずかに変更できる場合があります。これにより、3 軸マシンで実行できるようになります。また、3 軸マシンで部品を実行するのはリスクが高すぎたり、時間がかかりすぎたりする場合もあります。当社の DFM 分析により、総コストを最小限に抑えたソリューションが得られます。

真のコスト効率を実現するためのパートナーシップ

BOEN Rapid は単なる機械工場ではありません。当社は戦略的製造パートナーです。私たちはあらゆるサービスを提供します。

統合された品質管理システム

私たちは **完璧な部品**を提供することに重点を置いています。当社の統合された品質管理システムは、当社の 5 軸マシンの高い能力をサポートしています。

  • **材料認証:** 入荷したすべての材料を検証します。

  • **初回品検査 (FAI):** 完璧を保証するためにバッチの最初の部分を検査します。

  • **フルバッチ検査:** 当社は高度なツールを使用して、すべての部品がクライアントの正確な仕様を満たしていることを確認します。

この厳格な品質システムにより、**DMG 5 軸** マシンの技術的精度が信頼性の高い高品質のコンポーネントとしてクライアントに直接提供されることが保証されます。

ワンストップソリューション

プロセス全体をカバーします。プロジェクトが迅速なプロトタイピングのために**3D プリント** (SLA または SLS) で開始される場合は、当社が対応できます。設計が少量生産の準備ができたら、**CNC 加工** (3 軸、4 軸、または 5 軸) にシームレスに移行します。 1 つの屋根の下でテクノロジーを切り替えるこの機能により、最大限の効率とコスト管理が保証されます。

結論: 価格だけでなくパフォーマンスにも投資する

複雑で価値の高いコンポーネントを少量生産する場合、選択は明らかです。 **5 軸 CNC 加工** は賢明な投資です。これは、**リスク軽減**、**スピード**、**妥協のない精度**への投資です。時間当たりのマシン料金のわずかな増加は、次のような大幅な節約によって簡単に相殺されます。

  1. **廃棄率ゼロ:** 累積エラーを排除します。

  2. **労力の削減:** 複数のセットアップと取り扱いにかかる時間を削減します。

  3. **納期の短縮:** 生産チェーン全体を圧縮します。

マシン時間の値札だけに注目しないでください。 **部品ごとの総コスト**が納期通りに完璧に納品されることに注目してください。

最終的な行動喚起: 複雑な CAD モデルを今すぐ BOEN Rapid に送信してください。 **明確な総コストベースの見積り**を提供いたします。当社は、高度な**5軸**機能と**20年間の専門知識**を活用して、お客様のイノベーションを迅速かつ正確に市場に投入します。

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