板金加工とは？徹底ガイド

カスタム板金加工サービスを選択する前に、カスタム板金加工サービスとは何か、その他の関連概念についての詳細なガイドをお読みください。

板金加工は、平らな金属板を精巧な形に正確に切断し、曲げ、組み立てる作業です。金属板加工では、精密なレーザー切断、派手なパターンのCNCパンチング、公差のためのプレスブレーキ曲げを利用することがあります。

耐食性と重量に対する強度のために、ステンレス鋼とアルミニウムが使用されることがあります。アルミニウムの密度は2.7g/cm³ですが、ステンレ ス鋼の密度は8.0g/cm³です。工業用エンクロージャー、ブラケット、ハウジングは、カスタム板金加工サービスを利用して作ることができます。

板金加工の種類

カスタム板金加工

カスタム板金加工は、特定の要件に合わせて金属部品を製造します。既製のソリューションとは異なり、カスタム製作では材料の選択、厚さ、寸法、形状を制御できます。これは、航空宇宙、医療機器、特殊機械にとって重要です。例えば CNC加工 とレーザー切断を使用することで、ファブリケーターは、コンポーネントが複雑なアセンブリに適合するように、厳しい公差を達成することができます。さらに、カスタムファブリケーションは、製品の機能性のために多段階成形を統合するのに役立ちます。

金属板加工と金属板カスタム加工の比較

標準的な金属板加工と特注加工の違いは、エンドユーザーの要求に対する特殊性と適合性です。標準的な加工では、均一な部品のためにあらかじめ設計された工程や材料が使用されることがあります。カスタム加工では、切断、曲げ、溶接、仕上げをプロジェクトのニーズに合わせます。標準加工では一般的な304ステンレス鋼を使用することがありますが、カスタム加工では高温用途のインコネルを選択することがあります。その結果、カスタム加工では、実際の状況下で性能を最適化するためにFEAを要求することができます。

板金加工の主要工程

切断と剪断

切断と剪断は板金加工の基本です。複合形状ではレーザー切断が主流です。CNC制御のシャーリングマシンは、バリのないエッジを維持するためにシートをスライスします。プラズマ切断機は、切断にイオン化ガスを使用して厚い材料を処理します。狭いカーフを持つウォータージェット切断は、材料の完全性を保つために非熱影響部で輝きます。適切なツールの選択は、材料の厚さ、種類、精度によって異なります。

板金曲げ加工

CNCプレスブレーキを含むベンディングマシンは、正確なシートメタルベンディングの鍵です。度以内の公差を実現します。多軸CNCプレスブレーキは、1回のセットアップで複雑な曲げを可能にし、ハンドリング時間とエラーを低減します。工具（Vダイ、半径など）の選択は、最終的な曲げ品質に影響します。スプリングバックは考慮すべき事項です。希望する角度に曲げるには、オーバーベンディングや特定の工具が必要です。ベンディングマシンの板金加工の精度は、アセンブリでのパーツの適合を確実にします。

成形と整形

深絞り、ハイドロフォーミング、スタンピングにより、再現性のある複合材形状が可能になります。深絞り加工は、燃料タンク用のシートの直径の2倍以上の深さを達成することができます。ハイドロフォーミングは、高圧流体を利用して、航空宇宙部品用の均一な肉厚の形状を成形します。順送金型によるスタンピングは、複雑な部品を製造し、薄いシートを扱います。各工法は、しわや破れを防ぐために材料特性を考慮する必要があります。

溶接と組み立て

金属板を接合する溶接。TIG溶接とMIG溶接が一般的です。正確な熱制御が可能なTIG溶接は、反りを防ぐために薄い板に適しています。一方、MIG溶接は、厚い材料をより速く溶接することができます。自動車フレームのシート・メタル・アセンブリでは、迅速で信頼性の高い接合部のために、スポット溶接が重要な役割を果たします。組立では、治具と固定具が一貫性を提供し、ロボット溶接が大量生産での信頼性を高めます。

板金加工機器および工具

板金加工に不可欠な設備

• 油圧鋏。
• プレスブレーキ。
• レーザー切断機
• プラズマカッター
• ウォータージェットカッター
• CNCパンチングマシン
• ロール成形機
• 板金ギロチン。
• 溶接機
• デバリングマシン

板金加工専用機

• タレットパンチプレス
• CNC折りたたみ機
• パネルベンダー
• パイプ曲げ機
• ロータリー式ドローベンダー。
• ロールベンディングマシン
• コイル加工装置
• パワーハンマー。
• ヘミングマシン
• ビーズマシン

板金加工ツール

• アビエーション・スニップス
• 縫製工。
• マレットとハンマー
• ハンドノッチャー
• 板金ブレーキ。
• スリップローラー。
• クレコ・ファスナー
• ホールパンチツール。
• アングルグラインダー
• コーナー・ノッチャー

板金加工部品とエンクロージャ

金属板加工部品の種類

板金加工部品には、ブラケット、シャーシ、エンクロージャーなどがあります。航空宇宙分野のブラケットは、構造的に直立であるために厳しい公差レベルが要求されます。電子機器用のシャーシ部品は、EMI シールドを考慮する必要があり、銅またはニッケル・コーティング・スチールを選択する場合があります。産業用のエンクロージャーは、耐食性と耐荷重のために 14 から 16 ゲージの鋼鉄を採用することがあります。複雑な形状のマルチベンド・ブラケットには、高精度のCNCベンディングマシンが必要です。

板金加工エンクロージャーの設計と製造

板金筐体の設計では、材料の応力限界と熱管理を考慮します。高応力の屋外通信筐体では、構造強度と耐食性のために12ゲージのステンレス鋼を使用することがあります。エンジニアは熱膨張係数も考慮する必要があります。例えば、アルミニウムの熱膨張係数は 23 x 10^-6/°C 高温環境では膨張する可能性があります。厳しい公差でのレーザー切断は、アセンブリの問題を軽減するためにコンポーネントの適合のために生産中に採用することができます。また、最大10,000 psiで挿入されるPEMファスナーは、シートメタルの信頼性を損なうことなく、信頼性の高いエンクロージャ・アセンブリを実現します。

特殊加工：ステンレスとアルミニウム

ステンレス板金加工

耐食性に優れたステンレス鋼は、過酷な用途に最適です。ステンレス鋼のカスタム板金加工の利点は、刺激的な条件下での構造的完全性です。例えば、304や316Lグレードは、孔食や応力腐食割れに対する耐性があるため、航空宇宙産業や医療産業で使用されています。さらに、熱伝導率の低いステンレス鋼は、薄板の反りを防ぐため、溶接時の熱管理が必要です。レーザー切断は、材料特性を維持するために熱影響部を最小限に抑え、精度を提供することができます。

アルミ板金加工

アルミニウムは熱伝導率が高く、軽量であるため、加工上の配慮が必要です。ステンレス鋼とは異なり、アルミニウムは熱放散が速いため、溶接が複雑になることがあります。そのため、割れを最小限に抑えるにはTIG溶接が適しています。さらに、6061合金と5052合金では機械的特性が異なるため、特定の処理が必要です。6061は強度を回復するために溶接後の熱処理が必要ですが、5052は必要ありません。アルミニウムは柔らかいため、切断や成形時の取り扱いは、表面の傷や変形を防ぐ必要があります。保護コーティングを施せば、CNC機械加工で厳しい公差と完璧な仕上げを実現できます。

板金加工の用途

金属加工シート製品の一般的な産業と用途

多くの産業で板金加工が利用されています。高強度チタンとアルミニウム合金は、航空機の胴体、燃料タンク、翼のアセンブリに精密成形されています。自動車メーカーは、エアロダイナミクスと衝突安全のために、ボディパネルやシャーシ部分にシートメタルを採用しています。電子機器では、熱管理や電磁シールドのために、薄く精密に切断された金属が筐体やヒートシンクに使用されています。医療分野では、ステンレス鋼板が手術器具や滅菌用器具の製造に役立っています。

板金製品製作の実例

その用途のひとつが、航空機の外板の製造です。アルミニウムシートは0.016インチと薄く、航空機の空力プロファイルの輪郭を描きます。もうひとつの例は、自動車の排気システムに使われる亜鉛メッキ鋼板です。高温と腐食に耐えなければなりません。HVACシステムの構築では、亜鉛メッキ鋼板ダクトが正確な公差で最適な気流を提供し、エネルギー損失を低減します。また、半導体業界では、繊細なマイクロチップを環境要因から保護するため、公差の小さい超薄型板金筐体を使用しています。

ですから、現代の製造業における板金加工カスタムサービスの重要性を否定することはできません。そのようなソリューションをお探しなら MXYマシニング.