金属パンチング加工とは：プロセス、メリット、ベストプラクティス

板金打ち抜き加工は、パンチプレスを用いて板金を成形する工程です。この工程では、手持ち式プレスまたはパンチプレスを用いて、金型を用いて板金から材料を除去します。 

製造された板金部品は、せん断と呼ばれる切断工程を経て金型の形状に成形されます。周囲の板金はスクラップとなり、金属打ち抜き工程用の板金コイルの製造に再利用されます。 

著者：Tulingエンジニアリングチーム      8分で読める

Tulingの板金パンチング施設は、カスタム金型とツール設備を備え、高精度な量産部品の製造が可能です。このブログはTulingエンジニアリングチームによるリソースです。

金属打ち抜き加工には、曲げ加工、エンボス加工、フランジ加工、コイニング加工など、多くの工程が含まれます。金属打ち抜き加工は、様々な形状、デザイン、サイズの板金部品を製造でき、材料の選択に制限はありません。

金属打ち抜き加工

板金打ち抜き加工は 2 つのカテゴリに分類されます。

切断

切断は金属打ち抜き加工の一種で、ほとんどの場合、板金ブランクから板金部品を切り出すことで板金部品を生成します。 

この板金打ち抜き工程では、大きな板金コイルが装填され、以下の段階が進行する。

• 剪断： 最初の金属板ロールは、加工可能なサイズにせん断され、金属板打ち抜き加工の準備が整います。この加工では、大型のスタンピングブレードを用いて金属板をせん断または切断します。
• ブランク: これは、板金を形状の周囲に沿って切断し、ワークピースまたは最終製品を生産する実際の板金打ち抜きプロセスです。板金部品の複雑さに応じて、最終製品を製造するために後続の金属打ち抜き操作が必要になる場合があります。

• パンチング： パンチング加工は、板金に穴を開けるせん断加工の一種です。切り取られた部分はスラグと呼ばれます。
  穴あけ加工またはダイパンチングは、ワークピースを最終的な形状に仕上げる工程です。パンチプレスとダイを組み合わせることで、板金から正確な形状を切り出すことができます。
  標準外の形状を製造するには、カスタムツールとダイを使用することもできます。パンチはダイを通して力を加え、エッジに応力をかけてブランクを切断します。

形にする

フォーミングは、切削金型の代わりに成形金型を用いる金属打ち抜き加工の一種です。成形金型は板金に圧力をかけ、板金に形状を刻み込む力を加えます。 

成形は主に大型部品に使用され、パンチを用いて板金を金型のキャビティに押し込むことで行われます。このプロセスは 描画 描画によってさまざまな形状の特徴を作成できます。

板金パンチングの用途

板金パンチングは、次のようなさまざまな用途に使用されています。 自動車産業、調理器具、航空宇宙産業、電子機器など。 

• 自動車パネル：フェンダーやボンネットなどの車体パネルの製造には板金パンチング加工が使用されます。 
• エンクロージャ多くの電子機器の筐体は、板金打ち抜き加工を含む金属加工技術によって作られています。 
• クラッディング: 建物や構造物のクラッディングでは、完璧な位置合わせとシームレスな仕上がりを実現するために、必要なサイズと形状に金属パンチングアルミニウムを使用します。 
• HVACシステム：HVACシステムのほぼすべてのコンポーネントは、金属板パンチング材を使用しています。エアダクト、換気コンポーネント、エアコンユニットも金属板パンチング材で作られています。

適切なパンチプレスの選択

金属打ち抜き加工が可能な機械にはさまざまな種類があります。 

機械プレス

これは、重量と機械的な歯車から発生する力を利用して、板金をプレスまたは成形します。パンチングツールの力によって、板金は所望の形状に成形されます。 

油圧プレス

油圧プレスは、密閉された環境内の流体またはオイルから生成される圧力を使用してワークピースに力を伝達し、せん断する別の種類の機械プレスです。 

CNCパンチング

CNCマシンは、カスタムツール用の最新のパンチプレスマシンです。NCコントローラーとデジタル制御を備え、より高速なパンチング加工を実現します。 

複数のパンチングツールをプログラムし、ツールのパンチングシーケンスを生成できます。CNCパンチングでは、機械のセットアップを入力して、加える力の量など、より詳細な制御を行うこともできます。 

パンチプレスできる金属

パンチプレスでは、金属試料に複数の材料特性が求められます。最も重要なのは展性です。金属は、ひび割れなく成形でき、繰り返しの力を受けても内部構造が健全である強度が求められます。 

これを考慮すると、板金パンチングは様々な金属に対応できます。金属の種類は、製品と最終環境によって異なります。Tulingパンチプレスは、鋼、鉄、アルミニウム、銅、軟鋼、およびその合金に対応しています。 

パンチングプロジェクトに関するその他の考慮事項

パンチプレスでは、金属板をせん断切断するため、最良のエッジ仕上げは得られません。 カスタム形状の穴では鋭いエッジは得られません。通常、大型成形部品では、所望の形状に仕上げる必要があります。 一方、ブランキングとパンチングは、周囲の材料を切断することで鋭いエッジを生み出します。打ち抜かれた材料は通常、高品質で、きれいなパンチング加工となります。 

最適なパンチングのためには、他にも考慮すべき点がいくつかあります。

• 生産量: 大量生産には、プログレッシブスタンピングに耐えられる金属が必要です。
• 厚さ: パンチング用の金属を選択することは、より迅速で最適な生産サイクルを実現するために最適な厚さを引き出すことを意味します。 
• 表面仕上げ：銅やアルミニウムなどの柔らかい金属は表面仕上げが優れています

金属パンチング加工が最も多く使用される業界

金属の打ち抜き加工やプレス加工を行う予定の場合は、部品が使用される業界を考慮する必要があります。 

医療業界

医療用途では、生体適合性と滅菌性に優れた金属が求められます。ステンレス鋼またはチタン製の金属パンチプレス製品には、穿孔トレイ、カテーテル部品、ピンなどが挙げられます。 

自動車産業

自動車業界では、小型のマウントやブラケットから大型のフェンダーやボディパネルに至るまで、金属打ち抜き部品が使用されています。これらの用途では、軽量で強度の高い部品が求められるため、一般的にアルミニウムやアルミニウムめっき鋼が使用されています。

航空宇宙産業 

航空宇宙産業では、外板、隔壁、ドアなどにパンチングメタル部品が使用されています。最もよく使用されるのは、パネルにリベット用の穴を開けるための打ち抜き加工です。これらの用途では、通常、アルミニウム合金とチタンが使用されます。

パンチングプロセスのベストプラクティス

金属打ち抜き加工には、綿密な設計と綿密なチェックが必要です。金属打ち抜き加工は、平均厚さ0.001インチから0.625インチの板材に対して行われるため、不要な切れ目や裂け目が生じないよう、設計を最適化する必要があります。 

これらのヒントを使用して、金属パンチングの設計上の考慮事項を改善できます。

曲げ半径

金属打ち抜き加工では、板金が曲げられるため、内部曲げ半径は板材の厚さ以上でなければなりません。 

丸穴とスロット

切断パンチ面を使用するスロットなどのパンチオペレータの場合、直径は少なくともシートの厚さと等しくなければなりません。 

許容範囲

材料はせん断または破壊されるため、亀裂が材料に伝播しないようにするためには、許容範囲を設定することが重要です。これは使用する材料によって異なります。 

金属

板金パンチングに使用する金属の選択は、部品の強度、曲げ、成形レベルに大きく影響します。また、使用する金型の数も決定します。例えば、金属によっては複合金型が必要で、設計によっては順送金型が必要となる場合があります。 

板金パンチングの代替品

板金打ち抜き加工の代わりに使用できる金属切断加工はいくつかあります。レーザー切断は金属打ち抜き加工よりも優れた代替手段であり、より高品質で正確な外周加工を実現します。 

レーザー切断は費用がかさむため、主に単発部品や大量生産に使用されます。レーザー切断は高精度部品の製造に使用されます。当社のレーザー切断技術の詳細については、こちらをご覧ください。

レーザー切断は、薄い金属板を扱うときは高速ですが、板が厚くなるにつれて速度が低下します。一方、パンチは必要以上に大きな力を加え、異なる金属を扱いながら同じ量の部品をより短時間で製造できます。

トゥリン金属パンチングサービス

Tulingでは、CNCパンチプレスから手動パンチプレスまで、幅広い金属パンチングマシンを取り揃えています。お客様の金属パンチング加工のご依頼に対し、迅速な評価と設計の専門知識をご提供し、EUおよび北米の企業と提携しています。