あなたがいるなら CNC加工, 製品デザイン, または 工業製造, あなたはおそらく頼っていたでしょう 板金製造技術 部品を作成します. エレクトロニクスのエンクロージャーからカーシャーシまで, このプロセスにより、フラットメタルシートが機能的になります, 耐久性のあるコンポーネント. しかし、非常に多くのカットで, 曲げ, および利用可能なアセンブリメソッド, プロジェクトに適したアプローチをどのように選択しますか? このガイドは、情報に基づいた決定を下すのに役立つ、コアプロセスから現実世界のアプリケーションまで、シートメタル製造について知っておくべきことをすべて分類します.
板金製造技術とは何ですか?
最も簡単です, 板金製造 フラットメタルシートを形作る製造プロセスのセットです (通常、厚さは0.15mm〜10mm) 3D部品または構造に. キャスティングとは異なり (それは金属を溶かします) または鍛造 (どのハンマーメタル), 製造は、事前にフラット化された金属で動作します, 小規模なプロトタイプと大規模な生産の両方で高速で費用対効果を高める.
ここの原料はです 平らな板金, そして、最終製品はどこにでもあります: コンピューターのケースを考えてください, HVACダクト, メタルブラケット, 楽器の部品でさえ. このテクノロジーが際立っている理由? 精度とスケーラビリティのバランスをとることができます 1 カスタムパーツまたは 10,000 品質を犠牲にすることなく同一のもの.
板金製造のコアプロセス
フラットメタルシートを完成した部分に変えるには、通常3つの重要なステップが必要です: 材料除去 (切断), 変形 (曲げ/形成), そして 組み立て. これらの手順は、ほとんど常に順番に行われます, また、それぞれが特殊なツールを使用して、精度を確保します. それらを分解しましょう.
1. 材料除去: 形状に金属を切る
最初のステップは、パートの基本的なアウトラインにフラットシートをカットすることです. 精度と速度のため, ほとんどのショップは使用しています CNC (コンピューター数値制御) テクノロジー - これらは切断プロセスを自動化します, ヒューマンエラーの減少. これが3つの最も一般的なCNC切断方法です, 彼らのプロと, 短所, そして理想的な用途:
| 切断方法 | それがどのように機能するか | キースペック | に最適です |
| レーザー切断 | 高密度レーザービームを使用して溶かします, 蒸発します, または金属を燃やします. 一般的なレーザータイプ: co₂ (薄い材料用), nd (彫刻用), nd:うん (厚い金属用). | – 最大厚: 15mm (アルミニウム), 6mm (鋼鉄)- 許容範囲: 〜0.1mm- 材料: アルミニウム, 鋼鉄, 銅, ステンレス鋼 | 薄い, 正確な部品 (エレクトロニクスブラケット, 装飾パネル) |
| ウォータージェット切断 | 高圧水流を使用します (ハードメタル用の研磨粒子を使用) 素材をスライスします. 熱は発生しません. | – 最大厚: 素材によって異なります (例えば。, 100鋼用mm+)- 許容範囲: 0.05mm – 0.1mm (最も正確なCNCメソッド)- 材料: 金属, 木材, フォーム, ポリマー | 熱が材料を損傷する部品 (医療ツール, 精密ギア) |
| プラズマ切断 | ガスをプラズマに変換します (熱/エネルギー経由), その後、金属でプラズマを爆破して溶かします. 導電性材料でのみ機能します. | – 最大厚: 300mm (アルミニウム), 200mm (鋼鉄)- 許容範囲: 0.2mm- 材料: 鋼鉄, アルミニウム, 銅, ステンレス鋼 | 厚い金属部品 (産業機械フレーム, 船体コンポーネントを船) |
実世界の例: 電気自動車のメーカーが使用します プラズマ切断 200mmの厚さのアルミニウムシャーシ部品を作成するには、厚い金属のレーザーやウォータージェットよりも速くて安価です. その間, スマートフォンケースを作成している会社が依存しています CO₂レーザー切断 正確な2mmの厚さのアルミニウムの輪郭をきれいにするために、きれいなエッジを描いています.
2. 変形: 金属を形にかけます
金属が切断されたら, それを3Dフォームに形作る時です. このステップは呼び出されます 変形, そして、それは力を使用します (油圧から, 死ぬ, または電磁ブレーキ) 金属を壊さずに曲げたり伸ばしたりします. 最も一般的な変形プロセスはです 曲げ:
- それがどのように機能するか: CNCプレスブレーキが金属シートをクランプし、パンチを使用して特定の角度で曲げます (例えば。, 90°ブラケットの場合). 死ぬ (カスタム型のツール) すべての部分で曲がりが一貫していることを確認してください.
- キースペック: 曲げ精度は通常±0.5°です, そして、ほとんどのプレスはシートを扱うことができます 3 メートルの長さ.
- 例: 家具メーカーが1mmの厚いスチールシートを90°の角度に曲げて、金属製の椅子のフレームを作る. CNCプレスブレーキは、すべての椅子の脚がまったく同じ曲がりを持っていることを保証します, したがって、椅子はぐらつきません.
その他の変形プロセスには含まれます スタンピング (ダイを使用してパターンを金属に押し込みます, 装飾的なグリルのように) そして 描画 (金属を中空の形に伸ばします, メタルカップや燃料タンクのように).
3. 組み立て: 部品をまとめる
最後のステップは、カットと曲がりの部品を完成製品に組み立てることです. これは、金属部品を安全に結合する方法を使用します, 緩むリスクはありません. 一般的なアセンブリテクニック:
- 溶接: 熱を使用して金属部品を溶かし、融合します (強いのに最適です, パーマネント結合 - 車のシャーシのような).
- ろう付け: 溶接に似ています, ただし、下垂直金属合金を使用して部品を結合します (繊細な電子機器コンポーネントに最適です).
- リベット: 金属ファスナーを使用します (リベット) 部品を一緒に固定する (航空宇宙部品で一般的です, 溶接が金属を弱める可能性があります).
- 接着剤: 溶接またはリベットで溶接できない部品の産業用接着剤 (医療機器の軽量アルミニウムブラケットのように).
ケーススタディ: 産業用ロボットのメーカーは、5mmの厚いスチールブラケットをアルミニウムプレートに溶接することにより、ロボットアームを組み立てます. その後、リベットを使用してプラスチックカバーを取り付けます。このメソッドの混合により、腕が重い荷物を持ち上げるのに十分なほど強くなりますが、すぐに動くのに十分な軽さが保証されます。.
板金製造に最適な材料
すべての金属が板金製造に機能するわけではありません。カットして曲がるのに十分薄い材料が必要です, しかし、その形を保持するのに十分な強さ. 最も人気のあるオプションの内訳は次のとおりです, with their common grades and uses:
| 材料タイプ | 一般的なグレード | キープロパティ | 理想的なアプリケーション |
| アルミニウム & 合金 | 1050P, 1100P, 5052, 6082 | 軽量, 耐性耐性, 曲げやすい. | エレクトロニクスエンクロージャー, aircraft parts, 屋外の家具. |
| 銅 & 合金 | H62銅, Zinc Cupronickel | 優れた導電率, 順応性. | 電気コンポーネント (配線, ヒートシンク), 装飾的な部分. |
| ステンレス鋼 | 彼らの 301, 彼らの 304, その316L | さび耐性, 強い, 掃除が簡単です. | 医療ツール, 食品加工装置, キッチンアプライアンス. |
| 鋼鉄 | Q235, Q345, ドライ (Galvanized) | 耐久性, 手頃な価格, 高強度. | Car parts, construction beams, 産業機械. |
例: 医療機器メーカーが使用します SUS 316L stainless steel for surgical instrument trays—this grade is corrosion-resistant, so it can be sterilized with harsh chemicals without rusting.
後処理: Finishing the Part
アセンブリ後, most sheet metal parts need 後処理 to improve their appearance, 耐久性, または機能. Here are the most common steps:
- 陽極酸化: アルミニウム上に保護酸化物層を作成します (これについては、陽極酸化ガイドで詳しく説明しました!). 錆を防ぎ、色を追加できます (エレクトロニクスケースの黒や銀のように).
- パウダーコーティング: ドライパウダーを金属に吹き付けます, 次に、それを焼いて硬いコーティングを形成します. 屋外部品に最適です (パティオ家具のように) それは衰退に抵抗するからです.
- 絵画: 液体塗料で色を加えます - パウダーコーティングよりも安いですが、耐久性が低い. 屋内部品に使用されます (オフィスデスクフレームのように).
- ピーニングを撃った: 表面を強化するために部品の小さな金属球を爆破する. ストレス部品に使用されます (車のサスペンションブラケットのように).
- 熱処理: 溶接部品または曲がった部品の場合 - 金属を加熱して残留応力を除去します (部品が時間の経過とともにゆがむのを防ぎます).
実世界の使用: 屋外グリルを作る会社が使用しています パウダーコーティング スチールフレームでは、このフィニッシュは雨と紫外線に抵抗します, したがって、グリルは錆びたりフェードしたりしません 5+ 年.
板金製造技術の重要な利点
他の製造方法よりもシートメタル製造を選択する理由 (3D印刷やキャストのように)? ここにその最大の利点があります:
- 耐久性: 製造された部品は、固体金属で作られています, そのため、プラスチックまたは3Dプリント部品よりも長持ちします. シートメタルエレクトロニクスエンクロージャー, 例えば, プラスチックケースをクラックするドロップや影響に耐えることができます.
- スケーラビリティ: あなたが必要かどうか 1 プロトタイプまたは 100,000 部品, 製造は簡単にスケーリングします. CNCマシンは、バリエーションなしで何百回も同じプロセスを繰り返すことができます.
- 費用対効果: 大規模な生産のために, 製造は3D印刷よりも安いです. 例えば, 作り 1,000 製造によるスチールブラケットは、それらを3Dの印刷より50％少ない費用.
- 物質的な汎用性: アルミニウムを使用できます, 鋼鉄, 銅, またはステンレス鋼 - それぞれユニークな特性があります. これは、あなたの部品のニーズに合った素材を選ぶことができることを意味します (例えば。, ドローン用の軽量アルミニウム, 建設用の強力な鋼).
- クイックターンアラウンド: CNCの切断と曲げは高速です. シンプルなブラケットは、1〜2日でデザインから完成した部分に移動できます, キャストの1週間と比較してください.
板金製造に依存する産業
金属部品を使用するほとんどすべての業界には板金製造が必要です. これがトップセクターです, 彼らがテクノロジーをどのように使用するかの例で:
- エレクトロニクス: コンピューター用のエンクロージャーを作成します, テレビ, および回路基板 (薄いアルミニウムまたは鋼を使用します).
- 自動車: カーシャーシを作成します, ドアパネル, エンジンブラケット (強力な鋼またはアルミニウム合金を使用します).
- 医学: 手術ツールトレイを構築します, MRIマシンフレーム, 車椅子部品 (錆びたステンレス鋼を使用します).
- 工事: HVACダクトを生成します, ルーフパネル, および構造括弧 (耐久性のある鋼を使用します).
- 家具: 金属製の椅子フレームを作成します, テーブル脚, およびキャビネットハードウェア (アルミニウムまたは粉末コーティングされた鋼を使用します).
- 航空宇宙: 軽量の航空機部品を作成します (燃料効率のためにアルミニウム合金を使用します).
Yigu Technologyのシートメタルファブリケーションテクノロジー
Yiguテクノロジーで, 板金の製造は近代的な製造のバックボーンと考えています. 精密部品を必要とするクライアント用 (エレクトロニクスエンクロージャーのように), 薄い金属用のレーザー切断と熱感受性成分のためのウォータージェット切断をお勧めします. 頑丈な部品用 (産業用ブラケットのように), プラズマ切断と鉄鋼材料は最適です. また、製造とは、アルミニウム部品の陽極酸化など、耐久性を高める後処理と組み合わせます。. 私たちのチームは、適切なプロセスを選択するのに役立ちます, 材料, プロジェクトの目標を達成するために終了します, あなたが作っているかどうか 1 プロトタイプまたは 10,000 生産部品.
よくある質問:
1. 板金製造は複雑な形を作ることができます (湾曲した部品のように)?
はい! 切断方法 (レーザーのように) まっすぐなエッジを処理します, のような変形プロセス 描画 または ロールフォーミング 曲線または中空の形を作成できます. 例えば, メーカーは、平らなシートを中空に描くことで、湾曲したアルミニウム燃料タンクを作ります, 湾曲した型. 複雑な形状にはカスタムダイが必要になる場合があることに注意してください, それは小さな前払いコストを追加します.
2. 板金製造のための金属の最小/最大厚さは何ですか?
ほとんどのショップは、厚さ0.15mm〜10mmの金属シートで動作します. 薄いシート (0.15mm〜1mm) 電子部品に最適です, 厚いシート (5mm – 10mm) 機械フレームのような頑丈な部品に使用されます. 10mmより厚い金属が必要な場合, 鍛造が必要になる可能性があります (製造ではありません).
3. 小さなバッチ用の3D印刷よりも安い板金製造は?
バッチサイズに依存します. 1〜10部の場合, 3D印刷はしばしば安くなります (カスタム切削工具は必要ありません). しかし、 50+ 部品, 製造は安価です。CNCマシンは部品をより速く生成できます, 材料コストは低くなります. 例えば, 10 アルミブラケットの費用は、3D印刷によって〜80ユーロです, ただし、レーザー切断と曲げによる40ユーロしかありません.
