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機械加工の歴史：手動から CNC へ、この革命はどのように起こったのか？
機械加工は、主に金属などの原材料を制御された方法で除去することを中心とした製造プロセスです。このタイプの加工は、材料を追加してオブジェクトを作成する付加製造 (3D 印刷など) とは対照的に、減算製造の一種です。機械加工は多くの金属製品の製造において重要な役割を果たしますが、木材、プラスチック、セラミック、複合材料などの他の材料にも適用できます。この職業を専門とする人は職人と呼ばれます。
「現代の機械加工作業の多くはコンピュータ数値制御 (CNC) を使用しています。これにより、コンピュータはフライス盤、旋盤、その他の切削機械の動きと動作を制御できます。」
用語の歴史と進化
過去 1 世紀半にわたり、技術の進歩に伴い、機械加工という用語の正確な意味は変化してきました。 18 世紀には、機械工という用語は、木彫りや金属のハンマー打ち、手磨きなどの手法を用いて、主に手作業のスキルに頼って機械を製造または修理する人を指していました。
20 世紀半ばの機械化の到来とともに、この変化するプロセスを説明するために「工作機械」と「機械加工」という用語が作られました。当時、伝統的な機械加工として知られていたプロセスには、旋削、穴あけ、フライス加工、やすり掛けなどが含まれていました。これらの伝統的または従来の機械加工プロセスでは、旋盤やフライス盤などの工作機械を使用し、鋭利な切削工具を使用して材料を除去し、目的の形状を実現します。
多様な加工作業
機械加工は、従来の機械加工と非従来の機械加工の 2 つのカテゴリに分けられます。従来の加工では、加工の形状に応じてさらに細分化されるのが一般的です。円形加工には旋削、穴あけなどが含まれ、その他のさまざまな形状の加工にはフライス加工、鋸引きなどが含まれます。
「従来の機械加工では、材料を効果的に除去するために、切削工具はワークピースよりも硬い材料で作られていなければなりません。」
切削工具の開発
切削工具は、1 つ以上の鋭い刃先を備えて設計されており、ワークピースの材料よりも硬い材料で作られています。これらの刃先の形状、相対的な動き、およびワークピースへの食い込みはすべて、最終的な加工結果に影響します。
現代の機械加工の技術と課題
現在、多くの加工技術は、従来の手作業による加工に比べてまったく新しいレベルに進歩しています。たとえば、放電加工 (EDM) やウォータージェット切断などの非伝統的な加工技術がますます使用されるようになっています。これらの技術により、複雑な形状や高精度の部品の製造が可能となり、機械加工の適用範囲が広がります。
「生産加工では、通常、最初にいくつかの粗加工を完了し、その後、最終製品の品質を確保するために 1 つまたは 2 つの仕上げ工程を実行します。」
サブトラクティブ製造技術とアディティブ製造技術の関係
21 世紀に入り、積層造形技術の台頭により、積層造形法の定義は徐々に再定義されてきました。一部の学者は、従来の機械加工を減算的製造の一部と見なし始めており、これは付加的製造とは対照的な概念です。一部の領域ではこれら 2 つの技術の間に競合がありますが、業界全体の観点から見ると、両者の関係は実際には補完的です。
今後の展望
技術の進歩により、将来的には機械加工がよりインテリジェント化され、自動化されることが予想されます。 CNC 技術により機械加工の効率と精度は大幅に向上しましたが、完璧さと継続的な改善を追求するには、まだ多くの課題に立ち向かう必要があります。さらに、利便性、経済効果、環境保護のバランスをいかに取るかも、今後の重要な課題となるでしょう。
私たちが進歩し続けるにつれて、このような変化は機械加工の理解と応用に影響を与え続けるのでしょうか?
