板金加工 は、パネル、ブラケット、エンクロージャなどの堅牢な機能部品を製造するための貴重な製造方法です。
他の製造方法とは異なり、板金の製造には実際にはさまざまな手順が必要であり、そのすべてが独自の方法で金属に影響を与えます。これらのさまざまな手順中に、シートメタルを切断、成形したり、その一部を接合したりすることができます。
このガイドでは、主要な板金製造プロセスを取り上げ、それらがどのように機能し、何に使用されるかを説明します。
板金加工とは何ですか?
板金加工は、板金を機能部品に変えるための一連の製造プロセスです。このガイドでは、工程を「切断」「変形」「組み立て」の 3 つのカテゴリに分けています。
鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、亜鉛、銅が典型的な金属板であり、そのゲージの厚さは通常 0.006 ~ 0.25 インチ (0.015 ~ 0.635 センチメートル) の範囲です。厚いゲージは要求の厳しい用途の頑丈な部品により適している可能性がありますが、薄いゲージはより柔軟です。
部分的に平らな部品や中空の部品の場合、板金製造は、鋳造や機械加工などのプロセスに代わるコスト効率の高い代替手段となる可能性があります。このプロセスは迅速であり、材料の無駄も最小限に抑えられます。
板金製造は、産業部品や消費者部品、自動車、航空宇宙、エネルギー、ロボット工学などの専門産業で広く使用されています。
板金加工:切断
切断は、板金の 3 つの主要な操作技術の 1 つです。少量の材料を除去するだけで有用な部品を簡単に製造できるため、板金製造は (CNC 加工とよく似た) サブトラクティブ製造プロセスとみなすことができます。
メーカーは、板金製造に特有のさまざまな機械を使用して板金を切断できます。
レーザー切断 板金を切断するための重要な方法です。レーザーカッターでは強力なレーザーを使用し、レンズやミラーで拡大して使用します。これは精密でエネルギー効率の高い機械ですが、最も硬い材料を貫通するのが難しい場合があります。薄いまたは中程度のゲージのシートメタルに最適です。
ウォーター ジェット切断は、板金を切断する追加の方法です。金属板を加工するための技術であるウォーター ジェット切断では、研磨材と組み合わせた水の高圧ジェットを使用して金属を切断します。ウォーター ジェット カッターは金属を不必要に変形させる可能性のある熱を発生しないため、融点の低い金属板の切断に特に役立ちます。
3 番目の板金切断オプションはプラズマ切断です。プラズマ カッターはイオン化ガスの電気チャネルを作成し、厚い金属板でも容易に貫通する高温プラズマのジェットを形成します。プラズマ カッターはレーザー カッターやウォーター ジェット カッターよりも精度が劣りますが、セットアップ コストが低く、高速かつ強力です。
これら 3 つの切断機は板金以外の材料にも使用できますが、板金製造のみに使用される技術がいくつかあります。
たとえば、パンチング (ピアスとも呼ばれます) では、パンチとダイを使用して板金に正確な穴を開けます。2 つの部品の間に金属シートが挿入され、パンチが金属を通って金型まで押し込まれます。打ち抜き加工で取り出された円形の素材はゴミとなってしまいますが、打ち抜き加工と呼ばれる新たな加工品の作成にも利用できます。
多数の穴を作成する場合、板金の穴あけに同様の装置を使用できます。
板金加工:変形
板金製造プロセスのもう 1 つの主要なカテゴリは、板金の変形です。このグループのプロセスには、板金を切断せずに変更および操作する無数の方法が含まれています。
主な変形プロセスの 1 つは、板金の曲げです。板金製造業者は、ブレーキとして知られる装置を使用して、板金を V 字形、U 字形、およびチャネルに最大 120 度の角度で曲げることがあります。ゲージが薄いほどシートメタルを曲げるのが簡単になります。板金製造業者が使用するプロセスであるディカンバリングを使用すると、板金のストリップから水平方向の曲がりを取り除き、その逆の作業を行うことができます。
スタンピングのプロセスも変形プロセスの 1 つですが、それ自体のサブカテゴリとして考えることもできます。これには、工具と金型を備えた油圧式または機械式スタンピング プレスが使用され、その操作はパンチングに似ていますが、必ずしも材料を除去する必要はありません。スタンピングは、カーリング、描画、エンボス加工、フランジ加工、ヘミングなどの特定のタスクに使用できます。
他の変形方法とは対照的に、スピニングは金属を工具に押し付けながら回転させる板金製造プロセスです。この手順は、円錐や円柱などの丸い板金オブジェクトを製造するのに役立ち、CNC 旋盤や陶器のスピニングにさえ匹敵する外観を備えています。
あまり一般的ではないシート メタルの変形プロセスには、シート メタルに複合曲線を作成するために使用されるホイール加工や、シート メタルを一対のローラーの間に送り込んで厚さを減らす (および/または厚さの一貫性を高める) ローリングが含まれます。
一部の手順は、切断と変形の途中にあります。たとえば、金属シートを拡張するには、金属にいくつかのスリットを切り込み、その後シートをアコーディオンのように引き伸ばして広げる必要があります。
板金加工:組立
板金の切断と変形は、板金を形成する 2 つの方法です。3 番目の方法は、一般的な留め具を使用するか、他の方法で組み立てる方法です。
ボルト、ネジ、リベットなどの留め具を使用してさまざまな板金要素を組み立てる作業は、必ずしも製造とみなされるわけではありませんが、製造プロセスにおいて不可欠なステップです。穿孔は、特にリベットやその他の留め具用の穴を作成するために使用できるいくつかの板金製造技術の 1 つです。
板金コンポーネントは、溶接プロセスを使用して結合することもできます。このプロセスでは、熱を加えて金属の部分を溶かし、別のコンポーネントと結合します。2 つのコンポーネントの溶けた金属が融合して、信頼性の高い接続が形成されます。アーク、電子ビーム、抵抗などの特定の溶接形式では、さまざまな金属がより良く溶接される場合がありますが、ステンレス鋼やアルミニウムなどの一般的な板金は優れた溶接性を持っています。
適切な板金製造技術の選択
板金部品をすでに設計している場合は、設計を実現するために適用される製造手順についての確かな概念があるはずです。実際、Autodesk Fusion 360 や Dassault Systemes Solidworks など、一部の CAD ツールを使用すると、曲げやスタンピングなどの実際の板金製造プロセスに対応するフィーチャを作成できます。
経験のレベルに関係なく、Metalli の板金専門家は、設計の最終仕上げや、レーザージェット切断やウォーター ジェット切断などの同様のプロセスの選択をお手伝いします。