マシニングセンターの選定：3軸、4軸、5軸の違いと最適な選択方法
製造業やプロトタイピングにおいて、マシニングセンターは非常に重要な役割を果たします。
特に、3軸、4軸、5軸のマシニングセンターは、それぞれ異なる特性と用途を持ち、適切な選定が求められます。
本記事では、各軸のマシニングセンターの特徴と、それぞれの用途に応じた最適な選定方法について詳しく解説します。
3軸マシニングセンター
特徴
3軸マシニングセンターは、最も基本的なタイプの工作機械です。名前の通り、X、Y、Zの3方向に移動する工具を使用して加工を行います。
このタイプのマシニングセンターは、コストが比較的低く、操作も簡単で、多くの一般的な機械加工に対応できます。
利点
- 経済性：3軸マシニングセンターは、他の多軸マシニングセンターに比べて初期導入コストが低く、運用コストも抑えられます。
- 操作の簡便さ：操作が比較的簡単で、オペレーターのトレーニングも容易です。
- 汎用性：広範な加工に対応できるため、多くの工場で利用されています。
用途
- 平面加工
- 穴あけ加工
- 基本的な輪郭加工
- 段取り工数が少ない形状
3軸マシニングセンターは、比較的シンプルな形状の部品加工に最適です。例えば、金型の基本的な部分やフラットな部品の加工に適しています。また、一般的な機械加工の多くのニーズを満たすことができます。
4軸マシニングセンター
特徴
4軸マシニングセンターは、3軸マシニングセンターに回転軸（A軸またはB軸）が追加されています。
この回転軸により、ワークピースを回転させながら加工を行うことができ、より複雑な形状の加工が可能となります。
利点
- 多面加工：回転軸を利用することで、ワークピースの多面を一度に加工でき、セットアップ時間を短縮できます。
- 精度向上：複雑な形状の部品を高い精度で加工することができます。
- 柔軟性：複雑な加工にも対応できるため、幅広い用途に適しています。
用途
- 円筒形状の加工
- 多面加工
- 複雑な輪郭加工
4軸マシニングセンターは、一部側面に形状のあるものや航空機部品や自動車部品など、複雑な形状を持つ部品の加工にも広く利用されています。
5軸マシニングセンター
特徴
5軸マシニングセンターは、X、Y、Zの3軸に加え、2つの回転軸（通常はA軸とB軸）が追加されています。
この5軸により、工具の方向を自由に変えることができ、非常に複雑な形状の部品を一度のセットアップで加工することが可能です。
利点
- 高度な複雑形状の加工：5軸マシニングセンターは、他の軸のマシニングセンターでは難しい複雑な形状の部品を高精度で加工できます。
- 一度のセットアップで多方向からの加工：一度のセットアップで多方向からの加工が可能なため、セットアップ時間を大幅に短縮できます。
- 高い生産性：多軸の動きを活かして効率的な加工ができるため、生産性が向上します。
用途
- 高度に複雑な形状の加工
- 自由曲面の加工
- 航空宇宙部品、医療機器、自動車部品の高精度加工
5軸マシニングセンターは、特に航空宇宙、医療、自動車産業など、高度な技術が求められる分野で広く利用されています。非常に高い精度と生産性を提供するため、複雑な部品の加工においてその真価を発揮します。
適切な選定方法
1.加工する部品の形状と複雑さ
部品の形状や複雑さに応じて、最適なマシニングセンターを選定することが重要です。
単純な形状の部品には3軸が適し、複雑な形状や多面加工が必要な場合には4軸や5軸が適しています。
例えば、平面や穴あけ加工が主な場合は3軸、円筒形状や多面加工が必要な場合は4軸、そして高度に複雑な形状や自由曲面の加工が必要な場合は5軸が最適です。
2.コスト
初期導入コストや運用コストも重要な要素です。
3軸マシニングセンターはコストが低く導入しやすい一方、4軸や5軸は高価ですが、その分
高い生産性と精度を提供します。予算に応じて最適な選定を行うことが求められます。
3.生産量と効率
大量生産が求められる場合や、効率を重視する場合には、加工時間を短縮できる4軸や5軸が有利です。多面加工や複雑形状の加工が一度のセットアップで可能となるため、セットアップ時間の短縮や生産効率の向上が期待できます。
4.オペレーターのスキル
高度な操作技術が必要な5軸マシニングセンターを導入する場合は、オペレーターのスキルも考慮する必要があります。
操作が比較的簡単な3軸や4軸に比べ、5軸は高度なプログラミングや操作技術が求められるため、適切なトレーニングが必要です。
株式会社エムトピアの提案
株式会社エムトピアでは、お客様のニーズに合わせた最適なマシニングセンターの選定をサポートしています。私たちの専門知識と経験に基づき、以下のサービスを提供しています。
-
最適なマシニングセンターの選定サポート
お客様の製品仕様や加工要件に応じて、最適なマシニングセンター（3軸、4軸、5軸）の選定を御提案いたします。経験豊富なエンジニアが、加工の効率性と品質を最大化するためのアドバイスを提供します。 -
試作加工のプロフェッショナルチーム
当社には、様々な素材や形状に対応可能な熟練の技術者が揃っています。試作加工における豊富な経験と最新の設備を活かし、お客様の要望に応じた高品質な試作品を迅速に製作いたします。 -
多彩な加工サービス
樹脂加工：切削加工を活用した精密な樹脂部品の試作や用途によって3Dプリンタ―での御提案
金属加工：アルミニウムやマグネシウム、真鍮、ADC12など多様な金属素材の精密加工
表面処理：研磨、塗装、組立などの各種仕上げサービス
まとめ
マシニングセンターの選定は、製造プロセスの効率性と品質に直結する重要な決定です。3軸、4軸、5軸のそれぞれの特性を理解し、加工する部品の形状、予算、生産効率、オペレーターのスキルなどを総合的に考慮することで、最適な選定が可能となります。
株式会社エムトピアでは、お客様のニーズに応じた最適なマシニングセンターの選定と高品質なプロトタイプの提供を行っています。
ご相談やご質問がございましたら、下記無料相談からお気軽にお問い合わせください。
今後も、最先端の技術と豊富な経験を活かし、お客様の製造プロセスをサポートしてまいります。どのような加工ニーズにも対応できる体制を整え、お客様と共に成長していくことを目指しています。
