What can you learn about sheet metal craft？

板金加工、CNC加工、3Dプリンティングは、現在の市場における機器の筐体や構造部品の加工方法として最も一般的な3つの方法です。

それぞれに長所と短所があり、板金加工は成形性、高効率、低コストといった特性から比較的単純であり、サンプル、少量生産、大量生産において利点がある。

板金加工の一般的な原材料は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属板であり、主な加工技術は、レーザー切断、曲げ加工、リベット接合、プレス加工、溶接、塗装などである。

板金原料は標準的な板材であり、主に鉄、アルミニウム、ステンレス鋼の3種類に分けられます。同じ面積であれば、鉄板が最も安価で、次いでアルミニウム板、ステンレス鋼が最も高価です。

材料特性

1. 錆

鉄板は必ず錆びる、201は錆びる可能性がある、304は錆びない、アルミニウム板は錆びない。

鉄板は確かに錆びやすいので、部品の外観は一般的にスプレー塗装などの表面処理工程を経て、こうした問題を解決しますが、表面処理にはコストがかかり、価格はそれほど高くないかもしれませんが、大量生産においては特に重要です。

この問題を解決するために、亜鉛メッキ鋼板と呼ばれる鉄板もあります（亜鉛メッキ鋼板は、花模様のある亜鉛メッキ鋼板と花模様のない亜鉛メッキ鋼板の2種類に分けられます） 。これは、元の鋼板をベースに亜鉛メッキを施したもので、価格はほぼ同じですが、錆の問題を解決します。ただし、亜鉛メッキ層の凹凸や傷も錆びてしまいます。

コスト削減のため、亜鉛メッキ鋼板は一般的に機器の内部構造に使用されます。もちろん、外装部品としても使用できます。

（材質特性に関して言えば、ステンレス鋼201は304よりもかなり硬く、靭性は304の方が高い。）

2. 被削性

板金加工の主な工程は、曲げ加工と溶接の2つです。材料面では、鉄板やステンレス鋼は延性と引張強度が比較的安定しているため、曲げ加工と溶接が可能です。

ここではアルミニウムという材料に焦点を当てます。アルミニウムには5052、6061、7075など、さまざまなシリーズがあります。

7シリーズアルミニウムは、航空機用アルミニウムとも呼ばれ、最高の強度と高硬度を持つが、硬度が高すぎるため、曲げ加工や破損には適さない。

6系アルミニウムは、強度と硬度は中程度ですが、曲げ加工には適しておらず、破損のリスクもあります。

5系アルミニウムは、延性と引張強度も安定しており、曲げ加工に適しています。

アルミニウムを選ぶ際の決め手は、曲げ加工に適しているかどうかだけでなく、一般的な表面処理である酸化処理方法にもあります。また、酸化後のアルミニウムの色合いも、シリーズによって若干異なります。

さらに、鉄やステンレス鋼と比較して、アルミニウムは熱伝導率が高く、溶接も難しく、一般的な工場では必ずしもアルミニウム部品の溶接能力を備えているとは限らないため、溶接コストが高くなり、これも生産コストに影響を与える大きな理由の一つとなっている。

結論

1. 鉄板は最も安価ですが、錆びやすいため、一般的にはスプレー表面処理を施し、内部構造部品と外観部品に使用できます。一般的に使用される鉄板は、主に冷間圧延板と亜鉛メッキ板の2種類に分けられ、違いは亜鉛メッキ層の有無で、価格はほぼ同じです。

2. アルミ板材はコストが安く、陽極酸化処理が可能で、5シリーズのみ曲げ加工が可能、6シリーズ、7シリーズは曲げると割れる（他の1シリーズもあるがここでは紹介しない）、錆びにくく、内部構造部品に適しているが、溶接コストが高く、特殊形状部品のコストも高くなる。

3. ステンレス鋼は表面スプレー処理を施さず、線引き効果を得ることができ、構造部品や成形部品を作ることができます。唯一の欠点は価格が高いことです。

プロセスを説明する前に、まず、CNC加工、板金加工、プレス加工、射出成形、そして現在では3Dプリンティングといった主要な加工産業において、これらの加工プロセスが主にどのような問題を解決しているのかを考えてみましょう。

全体的な観点から見ると、具体的な加工工程の詳細はさておき、実際には、様々な原材料を用いた3D成形の問題を解決していると言えるでしょう。

つまり、異なる加工工程を用い、異なる原材料を使用しても、これらの加工工程の目的は同じであり、長さ、幅、高さ、その他の特性を備えた構造部品を製造することである。

板金成形プロセスとその効率性、利点をより明確かつ直感的に紹介するために、板金加工の中核となるプロセスである板金曲げ加工を、成形原理、曲げ原理、コスト計算という3つの観点から分析します。

実際の加工では、手のひらサイズの3D構造部品をわずか10秒で成形でき、やや大きめのワークピースでも、複雑なポイントの取得と配置を除けば、成形時間はわずか数十秒です。このような大きなものを作るのに金型を開かなくても、数十秒で成形できる加工技術もあるのでしょうか？高速成形と低コスト、これこそが板金曲げ加工の最大の利点です！

もう一つ重要な点として、原材料は曲げる前は柔らかいですが、曲げると強くなります。この点は板金構造設計において非常に重要な概念であり、板金を曲げることで強度を高めることができるのです。

例えば、比較的大きな面積を持つ部品を作る場合、変形を防ぐために、この方法を用いて薄板を曲げることで直接強度を高めることができ、これにより重量と原材料費の両方を削減できる。

利点の概要

1. 原材料費が安い：非常に薄い材料を使用して大容量を実現できます。曲げ加工によって板の強度を高め、変形リスクを解消することもできます。また、曲げ加工によって板から三次元部品へと迅速に成形することも可能です（ここで言う「大容量」とは、このレベルの板材の利点を指します）。

2. 成形速度が速く、成形コストが低く、成形速度はサイズに依存しず、金型を開ける必要がないため、試作や量産に適しています。

板金加工の原理

曲げ加工の原理は、上下金型の押出成形によって、異なる角度サイズの曲げ加工用ワークピースを折り曲げるというものであり、金型は主に下金型と上金型から構成される。成形金型に加えて、下金型は一般的にV溝下金型であり、曲げ加工する材料の厚さに応じて異なる曲げ金型が選択される。

一般的に使用される曲げダイは、主にストレートナイフとカーブナイフの2種類に分けられ、ストレートナイフとカーブナイフの主な違いは、曲げ干渉回避の問題を考慮するかどうかです。

精度を確保し効率を向上させるため、特殊な形状の成形品に加えて、シャッター（曲げ加工機や打ち抜き加工機で加工可能）や一般的に使用される円弧型など、一部の成形金型も事前に準備されます。

ついに当社のCNC加工技術や提供可能なサービスについてさらに詳しく知りたい場合は、以下の方法でお問い合わせください。喜んで対応させていただきます。

ウェブサイト🛒:https://cnchonscn.com

メール📮:ada@honscn.com

ご相談をお待ちしております！