銅は、高い導電性と熱伝導性を備え、CNC加工に適した極めて有利な精密材料です。優れた電気的・熱的特性に加え、良好な塑性と低い切削抵抗を有しており、高精度かつ高品質な表面仕上げを実現します。電子機器、電力システム、熱管理、半導体、マイクロ波デバイスなどの用途に最適であり、精密な導電部品や熱伝導部品の製造に広く利用されています。
優れた電気伝導性と熱伝導性： 銀に次ぐ導電性を持ち、電子・電気部品や放熱部品に最適な素材となっています。.
高い可塑性と比較的柔らかい質感： CNC加工において、切削抵抗が低く、高効率であると同時に、工具の摩耗を最小限に抑えます。.
高精度加工を実現： 高い寸法精度と優れた表面仕上げを常に実現可能です。.
優れた成形性： 複雑な中空部、薄肉、および精巧な微細構造を備えた精密部品の製造を可能にします。.
幅広い用途： 電子機器、家電製品、放熱アセンブリ、半導体、マイクロ波デバイスなど、ハイエンドの精密製造分野で広く利用されています。.
特徴 酸素含有量は0.001%以下です。極めて高い純度を誇り、特殊な工程を経て酸素の大部分が除去されています。水素脆化に対する優れた耐性と良好な溶接性を備え、高温環境や水素濃度の高い環境下でも脆性破壊に対して高い耐性を維持します。
アプリケーション 高度な溶接アセンブリ、真空チャンバー、航空宇宙用精密部品、高精度放電加工（EDM）用電極、精密医療用カテーテル、その他、極めて高い清浄度と安定性が求められる用途。
特徴 酸素含有量が0.003%以下であり、純度や耐水素脆化性はTU1に比べてわずかに劣りますが、酸素の大部分を除去する特殊な工程で製造されているため、優れたコストパフォーマンスを誇ります。無酸素銅の中で最も広く利用されているグレードの一つであり、溶接や高温下での使用において中程度の性能要件が求められる構造部品に適しています。
アプリケーション 化学プラント用バルブ、溶接配管、高温用熱交換器など、中程度の性能要件が求められる用途に加え、中・高級金型や精密医療機器部品向けの放電加工（EDM）用電極材としても使用されます。
特徴 Cu+Ag含有量は99.95%以上で、不純物レベルは極めて低く（0.05%以下）抑えられています。微量の酸素（通常0.05%以下）を含みますが、電気伝導性や熱伝導性を損なうような有害な不純物は実質的に含まれていません。超高純度銅に分類され、優れたコストパフォーマンスを誇るため、ハイエンドな用途に最適です。
アプリケーション 超高純度導電用途や真空機器に加え、精密電子部品、民生用電子機器向け高周波信号伝送部品、プリント基板（PCB）用銅バスバー、導電端子といったハイエンド分野。
特徴 Cu+Ag含有量は99.90%以上であり、不純物含有量はT1グレードよりもわずかに高くなっています。微量の酸素（通常0.05%以下）を含有しています。本グレードは、現在、業界で最も汎用性が高く広く使用されている純銅であり、優れた導電性・熱伝導性と高いコストパフォーマンスを兼ね備えているため、多岐にわたる分野での用途に適しています。
アプリケーション 電線・ケーブル、電力用バスバー、熱交換器、標準的な電子コネクタといった汎用用途に加え、各種金型に対応する放電加工（EDM）用電極（銅製プラグ）や、自動化設備の治具、溶接用電極チップなどの部品にも最適な材料です。
特徴 Cu+Ag含有量は99.70%以上ですが、不純物含有量は比較的高い水準にあります。微量の酸素（通常0.05%以下）を含有しています。電気伝導性および熱伝導性はT1やT2グレードに比べてわずかに劣りますが、低コストであるため、性能要件がそれほど厳しくない一般的な構造部品に適しています。
アプリケーション 銅製ブラケット、ベース、標準配管、金型位置決め用ブッシュといった単純な構造部品（特に、高精度や優れた導電性が求められない用途において）。
純銅の加工に伴う特有の課題（すなわち、その柔らかさ、高い延性、切削工具への付着しやすさ、および切りくず排出の困難さ）に対処するため、CNC加工においては、工具の選定、切削条件、冷却・潤滑、そして工程管理という4つの主要な要素を重視する必要があります。こうしたアプローチをとることで、最適な加工精度、表面仕上げ、および効率が確保されます。具体的な要件は以下の通りです。
工具の選定と切削条件の最適化：
純銅のCNC加工において、切削工具は中核を成す要素です。非鉄金属加工に特化し、耐溶着性と耐摩耗性に優れた工具を優先的に選定すると同時に、その形状パラメータを最適化する必要があります。工具の選定においては、コーティングを施していないYG6/YG8タングステン・コバルト系超硬工具（刃先を精密に研磨したもの）やPCD（多結晶ダイヤモンド）工具が推奨されます。これらは優れた耐衝撃性と耐摩耗性を備え、工具への材料溶着を効果的に抑制します。一方、TiNやTiAlNなどのチタン系コーティングを施した工具の使用は厳禁です。これらのコーティングは銅と反応しやすく、材料の溶着を助長してしまうためです。形状パラメータについても、特定の要件に合わせた調整が求められます。切削抵抗を抑え溶着を低減するためにすくい角は18°～25°に設定し、切りくずの丸まりと排出を円滑にするためにチップブレーカー溝は幅広かつ浅い形状とし、さらに刃先の鋭さを確保して銅表面のむしれを防ぐために刃先半径（ホーニング量）は0.02mm未満に抑える必要があります。
切削パラメータの設定：
切削熱の蓄積や工具への溶着リスクを最小限に抑えるため、切削条件は特定の加工工程に適切に適合させる必要があり、「高主軸回転数、中程度の送り速度、浅い切り込み深さ」という原則に従うべきです。超硬工具を用いて純銅を加工する際の参考条件は以下の通りです。
| プロセス | 切削速度 Vc (m/min) | 1歯あたりの送り量 Fz (mm/歯) |
| 荒削り | 100～150 | 0.06～0.10 |
| 仕上げフライス加工 | 150～200 | 0.03～0.06 |
| 回転 | 80～120 | 0.08～0.12 |
冷却および潤滑の要件：
純銅のCNC加工において、ドライカット（無給油切削）は厳禁です。この工程における冷却と潤滑の基本原則は、「十分な冷却」「工具への溶着防止」「腐食の回避」です。硫黄を含まない、あるいは低硫黄のエマルションや半合成切削油剤を選定し、濃度を5%～10%に維持することが不可欠です。切削部には大流量の液流を直接供給し、刃先と被削材の接触面を確実に冷却することで、切削熱の上昇による工具への溶着を抑制する必要があります。同時に、純銅表面の腐食を防ぐため、塩素系極圧添加剤の使用は避けなければなりません。必要に応じて圧縮空気を併用し、切りくずを吹き飛ばすことで、切りくずの堆積による被削材表面の傷付きを防ぎ、円滑な切りくず排出を確保します。
プロセス制御：
適切な工程管理を行うことで、加工精度を向上させつつ、ワークの変形や表面欠陥を効果的に最小限に抑えることができます。工具の切り込み方法としては、ダウンカット（順送り切削）が推奨されます。これにより切削抵抗が低減され、銅材における表面のむしれや、垂直方向への直接的な切り込みによるワークの損傷を防ぐことが可能になります。薄肉の純銅部品を加工する際には、クランプ力を最小限に抑え、応力による変形を防ぐために、ソフトジョーや補助的な支持具を使用することが不可欠です。荒加工と仕上げ加工は明確に区別する必要があります。荒加工では、0.3～0.5mmの仕上げ代を残しつつ、材料の大部分を迅速に除去します。一方、仕上げ加工では、所定の表面粗さと寸法精度を確保するために、切れ味の良い新品の工具を使用すべきです。プログラム作成時には、工具の頻繁な退避や切りくずの排出を行うルーチンを組み込む必要があります。これにより、長い切りくずが工具に絡みつくのを防ぎ、加工効率と表面品質の両方を維持することができます。
純銅端子
純銅製コネクタ端子
純銅製ヒートシンク
純銅製ネジ
純銅製導電ポスト
純銅端子
銅部品のCNC加工
銅部品のCNC加工
答: 根本的な原因は、工具の切れ味低下、冷却不足、および過度な切削温度の上昇にあります。銅は延性が高く凝着しやすいため、工具と容易に結合して構成刃先（ビルドアップエッジ）を形成したり、工具に直接固着したりします。対策としては、切れ味の良い工具へ速やかに交換すること、冷却システムの圧力を高めて切削油剤を確実に切削部に供給し効果的に冷却すること、そして同時に、熱の蓄積を最小限に抑えるために切り込み深さを適切に減らすことが挙げられます。
答: 主な原因は、送り速度が過度に低いこと、あるいは工具のチップブレーカ形状が不適切で、切りくずが円滑にカール・排出されないことにあります。これに対処するには、1刃あたりの送りを適切に上げるとともに、純銅の加工特性に合わせて切削条件を調整してください。さらに、切りくずのカールと分断を促進し、絡まりを防ぐために、より幅広く浅いチップブレーカ形状を持つ工具に変更することをお勧めします。
答: これらの問題は、不適切な切削条件（過大な送り速度など）や工具の振動に起因することが多く、これらは刃先での不安定な挙動を招きます。対策としては、1刃あたりの送り量を減らし、切削速度を適切に上げることで、条件の最適化を図ることが挙げられます。さらに、工具の振れを確認・修正し、工具が確実に固定されていることを確かめるとともに、工具の振動を最小限に抑えて円滑な切削を行うことで、加工面のむしれやバリの発生を防ぐ必要があります。
答: これらの問題は通常、過大な切削抵抗、締め付け力の強すぎ、あるいは切削加工中のワークの熱膨張に起因します。解決策としては、クランプ方法の最適化（具体的には、締め付け力を低減することや、薄肉部品に対してソフトジョーや補助サポートを使用すること）や、切り込み量を減らして切削抵抗を抑えることが挙げられます。さらに、切削液の流量を増やしてワークを十分に冷却することで、熱膨張が寸法精度に及ぼす影響を最小限に抑えることができます。
答: 主な原因は、工具材質の不適切な選定、過酷な切削条件、または冷却不足であり、これらはいずれも過熱による工具の早期摩耗を招きます。推奨される対策は、ハイス（高速度鋼）製工具の使用を避け、PCDダイヤモンド工具やYG6/YG8タングステン・コバルト系超硬工具を優先的に使用することです。さらに、切削速度や切り込み量を適切に低減して加工条件を最適化すると同時に、切削液の流量を増やして工具を十分に冷却し、高温下での摩耗を最小限に抑えてください。
答: この問題は主に、不適切な切削油の選定、加工後のワークの洗浄不足、あるいは湿気が多く硫黄分を含む環境での保管が原因で発生します。腐食を防ぐには、硫黄を含まない（または硫黄含有量の少ない）切削油を選定してください。加工後は直ちにワークを拭き取り、残留した切削油を除去します。短期保管の場合は防錆油を塗布し、長期保管の場合は乾燥した硫黄分のない環境で保管してください。万が一、軽度の酸化が生じた場合は、柔らかい布に銅専用の研磨剤を含ませて表面を拭くことで除去可能です。
