精密金属加工は様々な産業で利用されており、様々な産業の部品が金属加工によって製造されるケースが増えています。金属加工の発展に伴い、部品の適切な製造方法を理解することが重要になっています。製品のニーズに応じて、部品加工には深絞りと細穴加工の2つの異なる方法があります。 スタンピング.
深絞り加工は、金属板を精密な寸法で滑らかな表面になるように成形する方法です。一方、スタンピング加工は、金属板を金型で叩いて所望の形状に成形します。深絞り加工された部品は通常、通常のプレス加工よりも精度が高く、表面が滑らかです。 スタンプ部品以下の情報は、深絞り加工とスタンピング加工のどちらがニーズに適しているかを判断するのに役立ちます。
目次
深絞りとは？
深絞り加工では、一連の金型を用いて金属板を繰り返し押し広げ、所望の形状に成形します。これにより、滑らかな表面と非常に正確な寸法を持つ部品が製造されます。深絞り加工を用いることで、複雑な形状もより迅速かつ正確に、そして効率的に製造できます。深絞り加工された部品は、プレス加工された部品よりも耐久性が高くなります。これは、製造中に深絞り加工された部品は、より多くの応力と圧力を受けるためです。
深絞り加工の利点
- 高品質な製品を大量に生産するのに強力
- 複雑な設計が可能
- 材料の柔軟性
- より均一な壁厚の部品を生産します
深絞り加工の欠点
- 特殊な工具と機器が必要
- 金属プレス加工よりも金型コストが高い
- 少量生産には適していません
スタンピングとは何ですか?
金属プレス加工は、多数の同一部品を非常に迅速に製造できる汎用性の高い製造プロセスです。この金属加工プロセスでは、平らな金属を金型で打ち抜き、所望の形状に成形します。スタンピング、コイニング、曲げ、エンボス加工、フラギング、ピアシングなどは、一般的なスタンピング加工の一部です。これらの加工は、それぞれ異なる金型を用いて様々なスタンピング工程を実行します。プレス加工された金属部品は、深絞り加工された部品に比べて、通常、精度が低く、表面が粗くなります。
スタンピングの利点
- 使いやすく、操作も簡単
- 処理効率の向上
- さまざまな形状やサイズの部品を製造するために、さまざまな金属を使用できます。
- 部品の大量生産に最適
スタンピングのデメリット
- より多くのスクラップを生み出す
- 非常に複雑な部品やカスタマイズされた部品には適していません
- 多大な労力が必要になるかもしれない
プロジェクトに最適なプロセスを選択するにはどうすればよいでしょうか?
プロジェクトで深絞り加工とスタンピング加工のどちらを選択するかを決める際に考慮すべき点をいくつか示します。
- 部品の複雑さ: プロジェクトに奥行きのある複雑な部品がある場合は、深絞り加工が適しているかもしれません。一方、単純な形状の平らな部品の場合は、スタンピング加工の方が適しているかもしれません。
- 生産量大量生産が必要な場合は、スタンピングの方が迅速で安価な方法かもしれません。少量生産や細かいディテールが多いパターンの場合は、深絞りの方がコストが高くなります。
- 素材の種類使用する材料を検討してください。金属によっては、深絞り加工に適したものもあれば、打ち抜き加工に適したものもあります。
- コストに関する考慮事項初期設定コストと継続的な生産コストの両方を考慮してください。少量注文の場合、深絞り加工はコストが高すぎる可能性があります。大量注文の場合は、スタンピング加工の方がコスト削減効果が高くなります。
- 必要な強度強度の高い部品が必要な場合は、深絞り加工により機械的品質が向上する可能性があります。これは、金属の引張加工時に強度と耐久性が向上するためです。
深絞りとスタンピングの違い
深絞りとスタンピングの違いを以下に説明します。
正確さ
深絞り部品の精度は、金属の厚さと内角の丸みによって判断できます。多くの場合、深絞り部品は打ち抜き部品よりも精度が高くなります。非常に高い寸法精度は、一点深絞り加工でのみ得られます。打ち抜き部品の外面は必ず粗く、寸法精度は深絞り部品ほど高くありません。
表面仕上げ
深絞り部品の表面は、製造工程において変形工程が1回のみであるため、通常、打ち抜き部品の表面よりも滑らかです。打ち抜き部品の製造には、成形と仕上げの2つの工程が必要です。 エンボス加工）、表面仕上げがより困難になり、粗くなります。
成形された金属片にエンボス加工を施すと、見た目は良くなります。しかし、構造自体は改善されません。これは、素材の厚みが増すだけで、形状やサイズは変わらないためです。エンボス加工によって部品に強固な支持力が得られるわけではありません。
曲げ
深絞り部品の鋭角部を作成する場合、ほとんどの場合、2ピース曲げ工法が用いられます。深絞り加工に最適な押し出しダイは、最も正確な寸法と曲げ角度が得られるシングルポイント型です。
多くの実用部品において、プレス加工では必要な急な曲げや角度を実現できません。しかし、一部の部品はプレス加工で所定の形状に仕上げた後、別の組立治具に移し、そこで曲げ加工を施すことが可能です。これにより、追加作業は不要となり、高い品質を維持できます。
生産コスト
深絞り工程は2台のプレスを必要とするため、プレス工程よりも設備コストが高くなります。深絞りにはメインプレスを使用し、プレスには2台目のプレスを使用する必要があります。しかし、深絞り部品はプレス部品よりも精度が高いため、深絞り部品の製造後の作業が少なくなります。これにより、スクラップと人件費が削減され、コスト削減につながります。
材料の厚さ
多くの場合、深絞り部品は打ち抜き部品よりも薄くなります。これは、成形工程中に金属がより自由に流動するためです。材料は再分散されるため、金型の壁面に堆積しません。その結果、より均一な分布が得られます。この再分散により、部品全体にわたる金属粒子の流れも改善され、結果として部品の強度が向上します。
強度を一定に保ちたい場合は、材料を転写できる深絞り加工の方が適しています。均一な厚さの部品はスタンピング加工でも製造可能ですが、スタンピング加工は安定性が低く、適切な厚さに仕上げるのが難しいという欠点があります。
デザイン
深絞り部品を製造する際、製造者は、深絞り加工が板金の曲げと伸長の程度によって制限されることを念頭に置く必要があります。部品の深絞り加工を確実に行うためには、肉厚、角度、その他の部品の詳細を計算する際に、これらの制限を考慮する必要があります。
深絞り加工は、複雑な形状や急な曲げのある部品の製造には適していません。しかし、スタンピング加工ではそうではないため、製造工程を考慮する必要がなく、より多くの用途に活用できます。
製造の容易さ
大量生産ラインは、深絞り部品を迅速かつ容易に製造できます。工程がシンプルで、金型の交換頻度も少なくて済みます。一方、プレス部品は製造が難しく、通常はリードタイムが長くなります。その結果、待ち時間が長くなり、生産コストが高くなります。
量産
深絞り加工は、大量の製品を生産する必要がある場合に最も効果的です。これは、短期間で大量の製品を製造するための迅速かつ簡単な方法です。プレス加工が大量生産に用いられるもう一つの方法は、部品の表面仕上げをより適切に制御することです。ただし、プレス加工は速度が遅いため、大量の製品を同時に生産することはできず、一度に大量の製品を生産するのには適していません。
強さ
深絞り部品は、プレス加工部品よりも強度が高くなります。これは、深絞り加工時に金属が引き伸ばされるためです。これにより金属の柔軟性が高まり、強度が向上します。一方、プレス加工では金属がそれほど引き伸ばされないため、柔軟性が低くなります。
プレス部品は柔軟性がないため、高い圧力がかかると破損しやすくなります。深絞り部品がプレス部品に比べて優れている大きな利点の一つは、強度が高いことです。高い信頼性が求められる用途には、深絞り部品が最適です。
外観
深絞り加工の問題点の一つは、表面のシワ、伸び、割れなどによって形状が変化する場合があることです。これらの変形は必ずしも目に見えるとは限りませんが、見た目の美しさを損なう可能性があります。一方、スタンピング加工では、表面は滑らかで形状は変化しません。スタンピング加工された部品は、見た目だけでも魅力が増します。
成形性
深絞り加工は、板金を複雑な形状に成形しやすいため、成形性に優れた加工方法です。金属は伸びにくく弾性が低いため、プレス部品は深絞り部品よりも成形が困難です。深絞り加工が必要な部品は、プレス部品よりも成形性が高くなります。
アプリケーションの考慮事項
高強度でありながら軽量であることが求められる部品は、深絞り成形によって強度が向上する可能性が高くなります。深絞り成形された部品は、打ち抜き成形された部品よりも断面が薄くなりますが、機械的特性は損なわれません。
深絞り加工は、表面仕上げがより良く、寸法精度も向上するため、防錆処理が必要な部品を作るのにも適しています。軽量でありながら強度があり、錆びない部品を作りたい場合は、打ち抜き加工は適していません。
音量
大量生産には深絞り加工が適しています。少量生産の場合は、プレス加工の方が適しています。これは、プレス加工が絞り加工よりも少量生産に適しており、コストも低いためです。
絞り加工はセットアップコストが高くなりますが、大量の部品を迅速に製造できるため、大量生産に最適です。一方、スタンピング加工は安価な工具を使用し、大量の部品を製造するのに多くの労力を必要としません。
材料
多くの絞り加工部品は、鋼、アルミニウム、銅合金で作られています。一方、打ち抜き加工部品は、主に軟鋼または合金鋼で作られています。しかし、必ずしもそうとは限りません。どちらの方法も、様々な材料で様々な部品を製造できます。
形
部品の最終的な形状は、深絞り成形かスタンピング成形かによって異なります。深絞り成形部品はスタンピング成形部品よりも断面が薄いため、より複雑な形状に加工できます。また、深絞り成形部品はスタンピング成形部品よりも公差が小さくなります。
製造プロセス
プレス部品の成形工程は一般的にワンステップで完了します。一方、深絞り部品の成形には、金型の設計、材料の準備、打ち抜き、延伸、切断、検査など、多くの工程が含まれます。そのため、プレス部品は深絞り部品よりも早く生産できるため、大幅なコスト削減につながります。
スタンピングは深絞り加工よりも電力消費が少ないため、機械のメンテナンスも少なくて済み、プロセスのランニングコストも削減されます。
後処理
プレス部品は一度製作すれば、追加加工を必要としないため、すぐに使用できます。一方、深絞り部品はバリ取り、表面研磨、塗装など、複数の後加工工程を必要とします。そのため、深絞り工程ではより多くの加工時間とコストがかかります。
潤滑剤
深絞り部品には潤滑剤や液体が付着する可能性があります。そのため、これらによる損傷を受けない材料を使用することが重要です。その対策の一つとして、材料に硬化処理やコーティングを施す、あるいは水やその他の化学物質の影響を受けにくいプラスチックやセラミックなどの材料を使用するといった方法があります。
まとめ
金属を深絞り加工する場合、パンチとダイを用いて金属を所望の形状に引き伸ばします。一方、スタンピング加工では、ポイントとアンビルを用いて金属を成形します。スタンピング部品は深絞り部品よりも成形が難しく、少量生産しかできません。深絞り加工では金属が引き伸ばされるため、部品の強度はスタンピング部品よりも高くなります。
プレス部品は金属が引き伸ばされないため、深絞り部品ほど強度がありません。深絞りは、非常に容易な成形が求められる設計要素に最適です。多くの場合、深絞り部品はプレス部品よりもコストがかかります。しかし、その高い強度対重量比と耐食性により、そのコストは補われます。