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曲げ・切断・溶接など様々な形状に加工する「板金加工」

2017.05.15

板金・鈑金とは

金属を平たく、薄く成型したもののことを鈑金といいます。

さらに、その薄く成型した素材を塑性加工すること(材料に大きな力を加えて変形させること)も同じように、板金・鈑金といいます。



鈑金は金属材料の形状では基本的な物の一つになります。

鈑金では、切断や曲げなどの加工をすることにより、いろいろな形状に加工することができます。

そのため、我々の身の回りの日用品の多くがこの材料から作られています。

一般的に、厚みがかなり薄いものは「箔」または「ホイル」と呼びます。

6mmを越えるような厚みのものは「厚板」と呼びます。



鈑金の加工方法としては、プレス金型を用いて板の形状を1変化させる、2切断、3くりぬきといった内容の加工方法が一般的です。

更に、鈑金の中でも、精密鈑金というカテゴリでは、板厚が3㎜くらいまでの薄板金属を使用している部品が多く、厳しい寸法公差と加工精度が要求されます。

それらの部品は曲げ箇所を多く伴った複雑な形状の鈑金部品になることも多くあります。



素材として用いる板金材料としては、鉄やステンレス、アルミなどがメインですが、精密板金の場合は、他にも、真鍮や銅、りん青銅などの材料も、電子・電気機器分野などで広く利用されています。



精密鈑金での加工によってつくられている製品としては、部品や筐体が多く、電子機器や、通信機器、さらには半導体製造体機器などがあります。



鈑金加工では材料によって加工の難易度の違いがあります。

鈑金加工では、曲げの加工をする際に、熱や力を加えて加工をしますが、このときに金属が微妙な伸び縮みを起こすため、加工には技術や知識が必要になります。

鈑金加工では加工時に発生するであろう金属の伸縮について、事前に計算で伸縮の数値を求めて、必要な寸法の分を板取りをした上で、曲げ加工をしたり、打抜き加工をする必要があります。

高い精度での加工を実現するためには、この金属の伸縮の計算は鈑金加工においてとても重要な事項です。

またそれを実現するためには豊富な経験も必要となっています。



精密板金で行われる薄板金属への主な加工内容



・切る(切断加工)

切断加工とは、機械的に金属などを切断する方法のことです。

一般的にはシャーリング加工が良く用いられます。

他の切断方法としては、レーザーカット、ウォータージェットでのカット、溶断等があります。

シャーリング加工とは、上下がある刃の間に金属板を差し込み、上の刃に圧力を加えて切断する加工です。

原理としては紙をハサミで切るのと同じです。

精度のいいシャーリングとは、バリや、反りを極力抑えた切断面と、直線に平行度の正しい形状を出せるのが、精度のいいシャーリングといいます。

レーザーカットとはレーザーのエネルギーを利用して溶融、切断する加工のこと。

狭い幅の溝部分などの高精度な切断が可能です。

ウォータージェットによるカットとは、最高392MPaにまで加圧した水を小径ノズルから噴射することで、高速で高密度になった超高圧水のエネルギーを利用して、対象物を切断する加工方法のことです。



・穴をあける(穴あけ加工・打抜き加工)

穴あけ加工とは名前の通りまさに、穴をあける加工のことです。

打抜いて穴をあけたり、ボール盤やフライス盤を駆使して切削による穴あけ加工もあります。

打抜き加工とは、台の上のワークを上からパンチでプレスするせん断加工により任意の輪郭形状を作ることをいいます。



・ネジ穴をあける(タッピング)

タッピングとはネジ山を切りながら、穴加工することをいいます。



・穴をざぐる(ザグリ加工)

ザグリとはボルトなどの頭を材面より沈めるためのへこみのことです。

ザグリ加工とはそのへこみを作る加工のことです。



・バリを除去する。

バリとは、加工面に生ずる不要な突起、つまり材料を加工する際に発生する、素材の残材部分です。

バリが存在することで、真っ直ぐ固定できないことや、部品を正しく計測できないこともあります。

更には、怪我や事故が発生する可能性もあります。



・曲げ加工

曲げ加工は鈑金の中でも基本的な加工です。

曲げ加工とは、V型の台の上に材料を置き、パンチで上からワークを押して材料を任意の角度に変形させる加工のことをいいます。

加工方法としては、パーシャルベンディング、ボトミング、コイニングの3種類があります。



・金属板に突起・くぼみを付ける(絞り加工)

絞り加工とは、一枚の金属の薄板から底つきの容器のような形状をつくる加工方法のことです。

円筒・角筒・円すいなど、さまざまな形状に加工することが可能です。

特徴としては、成形された製品につなぎ目がありません。



・板どうしを溶接する(溶接加工)

溶接とは、金属材料同士の接合部を高温の熱、圧力を加えることで、部材同士を接合する加工のことです。

現在主流な溶接方法は、アーク溶接とスポット溶接の2種類があります。

特に、単に溶接と言った場合はアーク溶接のことを指します。

薄板鈑金ではスポット溶接がよく使われています。

アーク溶接とは、金属材料と溶接棒との間にアークを発生させる溶接法であり、鉄系材料での溶接の際によく利用される一般的な方法です。

スポット溶接とは、材料同士が点状に圧接される溶接方法です。

この方法では、1ヶ所あたりの溶接時間が非常に短く、作業効率が良いため、自動車のボディパーツ鈑金などの溶接方法として広く利用されています。

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