CNC加工/車床加工/銑床加工分別是什麼？加工業指南
舉凡生活中的各式金屬製品，如：書架、餐具，再到汽機車的各式零組件，甚至航太工業的各種精密零件，全都是由工具機一手打造的。這種透過動力驅動，藉由多種外力來加工機器的設備，就被稱作工具機。隨著製造技術的進步，工具機現已普遍導入電腦數值控制技術，也就是我們常聽到的「CNC加工」，涵蓋了以切削為主的車床加工、銑床加工等。無論是簡單的鑽孔，還是五軸連動的複雜曲面加工，CNC技術都實現了全自動化及微米級的高精度生產。
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車床加工是什麼？
車床加工是一種「工件旋轉、刀具移動」的減法製造工藝。工件被夾持在主軸上高速旋轉，而靜止的車刀則沿著軸向或徑向移動進行切削。這種加工方式最適合製造圓柱形、圓錐形等對稱零件。為了達到不同的加工目的，我們會更換不同的車刀，例如：外徑車刀用於削薄、內徑車刀用於擴孔、切斷刀用於切斷工件等。現代化的CNC車床更結合了自動送料系統，能大幅提升量產效率。
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2種常見車床加工技法：走心式和走刀式
在CNC車床加工領域，根據主軸與導套的設計不同，主要分為走心式（Swiss Type）和走刀式（Turret Type）兩種：
- 走心式車床：專為加工直徑較小（通常<42mm）、長度較長的精密零件設計。其特點是工件通過導套移動，刀具只做徑向移動，這大大減少了長工件在加工時的震動與變形，非常適合醫療器材、電子零件等長軸類產品。
- 走刀式車床：適合直徑較大（>42mm）、長度較短的工件。運作時工件夾持固定，刀塔移動進行切削。這類機台剛性強，適合重切削，廣泛應用於汽機車零件、航太接頭等大型部件。
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走心式加工 vs 走刀式加工比較
| 比較項目 | 走心式加工 (Swiss) | 走刀式加工 (Turret) |
|---|---|---|
| 加工原理 | 工件軸向移動，刀具徑向切削 | 工件定點旋轉，刀具移動切削 |
| 適用產品 | 細長軸、微型精密零件 | 大型盤類、短粗軸零件 |
| 加工外徑 | 直徑42mm以下 | 直徑42mm以上 |
| 精度與光潔度 | 極佳（震動小） | 良好（剛性強） |
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銑床加工是什麼？
銑床加工則與車床相反，是「刀具旋轉、工件移動（或固定）」的加工方式。高速旋轉的銑刀接觸靜止的工件，將材料逐層去除。銑床加工非常靈活，適用於製造平面、溝槽、斜面以及複雜的3D曲面。常見的銑刀種類繁多，如面銑刀用於大面積切削、端銑刀用於輪廓加工、球刀用於曲面雕刻等。現代CNC銑床通常配備自動換刀系統（ATC），能在一道工序中連續完成鑽孔、攻牙、銑削等多種作業。
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CNC加工是什麼？原理與優勢
CNC是「電腦數值控制」（Computer Numerical Control）的縮寫。CNC加工是一種「減法製造」技術，其核心原理是利用電腦軟體（CAD/CAM）將設計圖轉換為機器可讀的程式碼（G-code/M-code），指令工具機的軸向移動、主軸轉速與刀具路徑。簡單來說，CNC加工就是「用電腦大腦指揮機械手臂」進行精密雕刻。與傳統人工操作相比，CNC加工具有以下顯著優勢：
- 高精度與一致性：能達到微米級（0.001mm）的公差標準，且大批量生產時每個零件品質高度一致，減少人為誤差。
- 複雜形狀加工能力：透過多軸連動（如五軸加工），可製作傳統機台無法完成的複雜幾何與曲面。
- 自動化與高效率：24小時不間斷運作，大幅縮短交期。
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CNC加工常見材質總整理
CNC加工適用於多種材料，從金屬到工程塑膠皆可。對於採購人員與工程師來說，選擇正確的材料是平衡成本與性能的關鍵。以下為常見的CNC加工材質特性對照表：
| 材質類別 | 常見型號 | 特性與優勢 | 常見應用 |
|---|---|---|---|
| 鋁合金 | AL6061, AL7075 | 重量輕、散熱佳、易加工、成本相對較低。AL7075強度堪比鋼材。 | 航太零件、電子外殼、自行車組件。 |
| 不鏽鋼 | SUS303, SUS304, SUS316 | 極佳的抗腐蝕性、高強度、耐高溫。316為醫療級不鏽鋼。 | 醫療器材、食品設備、化工管閥。 |
| 鈦合金 | Ti-6Al-4V (Grade 5) | 重量輕但強度極高、生物相容性好、耐極端環境。 | 航太結構件、人工關節植入物。 |
| 工程塑膠 | POM, ABS, PEEK | 絕緣、耐磨、重量極輕。PEEK具優異耐高溫與化學性。 | 半導體治具、絕緣零件、原型樣品。 |
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CNC加工後的表面處理
對於企業採購而言，零件不僅要尺寸精準，外觀與耐用度更是關鍵。CNC加工後的零件通常會保留刀紋，因此需要透過後處理來提升價值。常見的表面處理包括：
- 陽極處理：最常用於鋁合金，可增加耐蝕性、硬度，並可做成各種顏色（黑、紅、藍等），兼具美觀與功能。
- 噴砂：利用高速砂粒撞擊表面，去除刀痕，形成均勻的霧面質感，通常作為陽極處理的前置工序。
- 鈍化：主要用於不鏽鋼，清除表面的游離鐵，增強其原本的抗鏽能力。
- 電鍍：如鍍鎳、鍍鉻、鍍金，賦予零件導電性、鏡面光澤或極高的耐磨性。
- 雷射雕刻：在成品上刻印Logo、序號或條碼，提供永久性的標識。
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CNC加工費用是如何計算的？
這或許是採購最關心的問題。CNC加工的報價並非憑空而來，通常受以下四大因素影響：
- 加工時間：這是最大的成本來源。零件越複雜、切削量越大，機台運作時間越長，費用就越高。
- 材料成本：鈦合金與PEEK塑膠的單價遠高於鋁合金；此外，從整塊實心材料切削掉的部分越多（材料利用率低），成本也越高。
- 公差要求：一般標準公差（如ISO 2768-m）加工速度快；若要求極限公差（如 +/- 0.005mm），需要更慢的切削速度與更多次的檢測，價格會顯著上升。
- 表面處理：陽極、電鍍等後處理皆為額外工序，需另計費用。
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CNC加工的軸數：三軸、四軸與五軸
我們常聽到「五軸加工」，這代表刀具相對於工件的活動自由度。軸數越多，能加工的形狀越複雜。
- 三軸加工 (3-Axis)：最基本的形式，刀具沿X、Y、Z軸移動。適合加工平面、鑽孔及淺浮雕。
- 四軸加工 (4-Axis)：在三軸基礎上增加一個旋轉軸（A軸），工件可以旋轉，適合加工圓柱體側面的特徵。
- 五軸加工 (5-Axis)：同時具備X、Y、Z及兩個旋轉軸（A、B或C）。刀具能以任意角度接近工件，適合航太葉片、醫療植入物等極其複雜的曲面，且能減少裝夾次數，大幅提升精度。
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CNC加工步驟流程
- CAD繪圖：工程師使用電腦繪製2D或3D工件圖檔。
- CAM編程：透過軟體設定刀具路徑、切削速度，生成G-code。
- 治具架設：將工件牢固鎖定在機台夾具上。
- 對刀與校正：確定工件座標原點，確保加工位置準確。
- 自動切削：啟動程式，機台自動進行粗加工與精加工。
- 品管檢測：使用CMM三次元量床檢測尺寸公差是否符合圖面要求。
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車床加工、銑床加工、CNC加工快速比較
| 比較項目 | 傳統車床加工 | 傳統銑床加工 | CNC車床加工 | CNC銑床加工 |
|---|---|---|---|---|
| 加工方式 | 人工操作， 工件旋轉 |
人工操作， 刀具旋轉 |
電腦控制， 工件旋轉 |
電腦控制， 刀具旋轉 |
| 適用形狀 | 簡單圓柱體 | 簡單平面、溝槽 | 複雜圓柱、錐度 | 複雜3D曲面 |
| 精度誤差 | 較大 (視師傅經驗) |
較大 (視師傅經驗) |
極小 (微米級) |
極小 (微米級) |
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尋找CNC加工廠時常見的挑戰與解決方案
挑戰一、廠商設備與產能不足
許多採購面臨的問題是，樣品開發時廠商可以配合，但一旦進入量產，廠商設備不足導致交期延誤。豪震科技配有多達16台的高階CNC車床、CNC銑床工具機，從高效率的三軸加工，到能處理複雜航太零件的五軸CNC加工設備一應俱全，能靈活調度產能，滿足從打樣到大批量生產的需求。
挑戰二、技術能力無法滿足特殊設計
金屬加工不僅僅是切削，還包括後續的表面處理與特殊材質加工（如鈦合金、高溫合金）。如果廠商缺乏相關經驗，常會出現「無法報價」或「做壞產品」的情況。豪震提供一站式服務，除了精通各種金屬與塑膠加工，更整合了陽極、拋光、電鍍等後處理供應鏈，讓客戶無須分別對接多家廠商。
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挑戰三、品質不穩定，缺乏公差保證
1.嚴格的公差標準 (ISO 2768 & AS9100)
公差（Tolerance）決定了零件是否能精準組裝。在航太、半導體與醫療產業，公差要求往往在 +/- 0.01mm 甚至更小。豪震科技通過 ISO 9001 及 AS9100 航太品質管理認證，這代表我們的製程控制達到國際航空級別的高標準，遠高於一般加工廠。
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2.完善的檢測設備 (CMM)
口說無憑，數據才是品質的保證。造成誤差的因素包含刀具磨損、熱變形等。為了確保出貨品質，豪震使用高精度 CMM（三次元量床）進行檢測，並提供全尺寸檢驗報告（FAI），確保每一個交付到客戶手中的零件都符合圖面規範。
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如何選擇CNC加工合作夥伴？豪震科技滿足您的需求
選擇適合的加工夥伴，不應只看單價，更要考量總持有成本，包含溝通成本、品質風險與交期穩定度。豪震科技憑藉多年在航空航太、國防、半導體、醫療與汽車產業的經驗，提供從原型開發到量產製造的完整解決方案。
我們了解工程師對材料特性的堅持，也理解採購對成本效益的考量。無論您需要的是複雜的五軸CNC銑床零件，還是高精度的CNC車床組件，我們都能提供專業的DFM（可製造性設計）建議，協助您優化設計以降低成本。
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結論
透過本文，相信您對車床加工、銑床加工以及CNC加工的材質選擇、費用結構與表面處理有了更全面的認識。在尋找供應商時，請務必確認其是否具備 ISO 或 AS9100 認證，以及其設備是否能滿足您的產能需求。如有任何 CNC 金屬加工需求，歡迎聯絡我們，我們將提供最專業的技術諮詢與報價服務。
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