精密金属プレス加工：部品に最適な加工方法、材料、サプライヤーの選び方

あなたの 部品には、設計だけでなく、耐久性も求められます。さらに、長年にわたって使用できる耐久性も必要です。金属プレス加工では、非常に薄い金属板から高精度な部品を製造できます。これらの部品は、±0.001インチという極めて細かい公差でも、同一で毎時数万個という生産速度で製造されなければなりません。自動車メーカー、機器メーカー、医療機器や航空宇宙機器を扱う企業が日常的に金属プレス加工を利用しているという事実は、この方法が高い基準を満たしながらも、コスト効率に優れていることを示しています。

世界の金属プレス加工市場は、最近は270.39ドルを超えている。  十億さらに、ますます多くの業界が迅速かつ確実に製品を製造する方法を模索しているため、この分野は拡大しているようです。製造業の初心者にとって、適切なプロセス、適切な材料、そしてサプライヤーの選定は非常に困難です。このガイドは、実際の数値と基準に基づいて、必要なすべての重要な情報を提供することを目的としています。

精密金属プレス加工とは何ですか？

概して言えば、精密金属プレス加工とは、機械式または油圧式のプレス機と特注の金型を組み合わせて、金属板やコイルを部品の形状に切断、曲げ、成形する加工のことです。プレス機の重量は、小型コネクタ用の20トン未満から、大型自動車フレーム部品用の1,000トン以上まで様々です。1つの金型で、1日に数十個の類似部品を製造することができ、寸法偏差（基準寸法からの差をインチ単位で測定）は数千分の1インチ程度です。プレス加工された部品の精度は、工程のほぼすべての段階で確認できます。

ほぼすべての高精度部品は、±0.001インチから±0.005インチという厳しい寸法精度を必要とします。このような極めて高い精度が求められるからこそ、プレス加工を用いて部品を製造し、最終的にそれらを組み立ててより大きなアセンブリを形成することができるのです。

部品の嵌合が緩いと、後々システム全体が故障する可能性があります。そのため、精度を求めるなら、プレス加工は間違いなく最適な方法です。

一般的な刻印方法

製造方法を選択する際、製造業者は部品の形状、材料の種類、必要量などの要素を考慮します。典型的な例としては、以下のようなものがあります。

• ブランキング：この方法は、板金から平らな形状を一度に切り出すもので、多くの場合、より長い金型シリーズの最初の金型工程となります。
• 穴あけ加工：ブランキング加工と同じ工程で同じ工具を使って打ち抜いた後、ワークピースに穴、スロット、切り欠きが現れます。
• 曲げ加工：パンチとダイを用いて金属を所望の角度に曲げ、工具開発時に行われたスプリングバック計算もこれを考慮に入れます。
• 深絞り加工：平らな金属板を、一連の金型ステーションで継ぎ目や溶接部を残さずに中空の形状に深絞り加工する。
• プログレッシブダイスタンピング：金属片が1回の成形で6～20以上の工程を通過することで、労力と生産時間の両方を削減できます。

• 精密ブランキング：この技術は、精密ブランキングプレスで3組のパンチとダイ（3アクション）を用いて行われ、滑らかで切断されたエッジを持つ平面部品を、通常のブランキングよりも図面に近い寸法で成形します。この方法は、歯車やクラッチプレートの部品製造に広く用いられています。

どこ これらの部品が表示されます

プレス加工された金属部品は、私たちが日常的に接する製品の中に隠れています。それらは以下のような製品に見られます。

• 乗用車やトラック、シートブラケットからボディパネル、バッテリーケース（電気自動車の場合）まで
• コネクタピン、EMIシールド、バッテリー接点などの電子部品
• 外科用器具部品やインプラント用ハードウェアなど、外科用グレードのステンレス鋼で作られた医療機器。
• オーブンの操作パネルから洗濯機のドラム部品まで、家庭用電化製品を取り扱っています。
• 航空宇宙部品は、軽量設計と高い強度を両立させる必要があり、多くの場合、AS9100品質規格に準拠して製造されます。

金属プレス加工部品に適した材料の選び方

選択する金属の種類によって、部品の性能、耐久性、そして単位あたりのコストが決まります。間違った選択をすると、負荷がかかった際にひび割れたり、すぐに錆びたり、ニーズに見合わないほど高額な費用がかかったりする部品になってしまいます。

プレス加工によく使われる金属

ここでは、一般的な材料、その等級、そしてそれぞれがどのような用途に最適かを詳しく見ていきます。

に ベースとなる材料を選び、部品が何に使用され、工場出荷後にどこに保管されるかを想像してください。湿気、塩分、洗浄剤への曝露も考慮すべき点であり、304または316ステンレス鋼がこれらのニーズに最適であるかどうかを判断します。ドローンのフレームや航空宇宙用ブラケットのような軽量部品には、5052または6061アルミニウムが必要です。ネジの強度よりも導電性や耐食性が重要な役割を果たす場合は、銅や真鍮が最適です。

厚みと仕上げも重要です

材料の選定は、金属の種類だけに依存するものではありません。シートの厚さは、0.005インチの箔よりも薄いものから、0.25インチを超える厚板まで幅広く、厚さは強度だけでなく、金型の下で金属がどのように反応するかにも影響します。表面仕上げは、部品が取り付けられた後の耐摩耗性と美観に大きな影響を与えます。以下に、標準的な仕上げの例を示します。

• 粉体塗装を施すことで、金属部品に色鮮やかで丈夫、かつ傷つきにくい表面を与えることができます。
• ASTM B633規格に基づいて一般的に行われる亜鉛めっきは、鋼鉄部品を錆から保護する。
• 陽極酸化処理を施すことで、アルミニウム部品に硬く耐腐食性に優れた表面を与えることができます。

• ステンレス鋼部品の不動態化処理：この処理は、機械加工後に材料の耐食性を回復させるために、ASTM A967規格に従って行われます。
• 研磨またはブラッシング：この工程は、きれいな外観と均一な表面が求められる部品に使用されます。

部品に合ったプロセスを選択する方法

製造する部品には、形状、数量、予算といった要件があります。これらの3つの要素に合わせてプレス加工方法を選択することで、注文期間全体を通して低コストと高品質を維持することができます。

プログレッシブダイスタンピング

この技術は、年間数万個から数十万個といった大量生産される部品に適しています。板金は、同一の金型内に設置された複数の工程を通過し、それぞれの工程で切断、穴あけ、曲げ加工、部品の成形など、異なる作業が行われます。

シートの準備が整えば、部品は完全に、あるいはほぼ完成します。これらの順送金型は初期費用が高くなる場合がありますが、製品が一定期間稼働した後、個々の部品のコストが大幅に削減されるため、投資に見合うだけの効果が得られます。

深絞りスタンピング

バッテリーケース、センサーハウジング、液体リザーバーなど、かなり深い構造を必要とする部品には、深絞りプレス加工が用いられます。深絞りプレス加工では、平らな金属板をプレス機または絞り加工ステーションでキャビティに引き込み、継ぎ目やエッジのない形状に成形します。圧力や振動によって破損する継ぎ目や接合部がないため、非常に強度が高い加工方法です。

少量生産 vs 大量生産

プロジェクトによっては、完全な順送金型セットを必要とするほど複雑ではないものもあります。少量生産の場合は、より安価で、小ロット生産や1万個までのサンプル製作に適したシンプルな金型を選択することもできます。大量生産の場合は、数十万個、あるいは数百万個の部品を製造することで金型費用を相殺でき、単位コストを原材料費にわずかな利益を加えた程度まで下げることができます。

サプライヤーと、毎年どのくらいの量と数量を期待しているかについて話し合ってください。そして、このたった一つの決定が、価格と納期に他の何よりも大きな影響を与える可能性があることを覚えておいてください。  要素。

選択する 信頼できる金属プレス加工サプライヤー

製品の品質や製造工程をどれほど向上させたとしても、納期通りに商品を納品し、正確な作業を行い、万が一問題が発生した場合には証拠を提示してくれるような優良なサプライヤーを見つけなければ、それらはすべて無意味になってしまうでしょう。

最終合意に至る前に、以下の点を考慮してください。

• 認証： ISO 9001:2015を取得しているということは、基本的な品質基準を満たしていることを意味します。自動車業界のほとんどの分野では、IATF 16949が不可欠です。航空宇宙産業由来の部品については、AS9100に基づく認証が必要です。
• 社内での金型製作：サプライヤーが金型一式を作成・維持し、現場で修理できる場合、問題をほぼ即座に解決できます。
• 品質チェック：最後に目視検査だけで済ませてはいけません。統計的プロセス管理、初回製品検査報告書、三次元測定機のデータなどを活用してください。
• 材料のトレーサビリティ：最高級のサプライヤーは、すべての金属バッチ（コイル）を製鉄所の認証まで追跡できる能力を備えています。
• 明確な納期：信頼できるサプライヤーは、厳しいスケジュールに対応できないような概算納期を提示することはありません。信頼関係が重要なのです。
• オープンなコミュニケーション：質問に的確に答え、必要な詳細を包み隠さず説明してくれるエンジニアに対応してもらえれば、安心感を得られるでしょう。

あなた サンプル採取、初回製品検査、または工場見学を経て、最終的な決定を下すことができます。設計変更、工具摩耗、または生産途中の予期せぬ問題への対応方法については、担当エンジニアに問い合わせることでより詳しい情報を得られるでしょう。

最後に

精密金属プレス加工は、厳しい仕様を満たしながらも、単位あたりのコストを抑え、迅速かつ再現性の高い部品製造を可能にします。適切な加工方法、材料、仕上げ方法は、部品の形状、数量、そして設置後の使用環境によって決まります。適切な認証、社内での金型製作能力、そして高品質な実績を持つサプライヤーであれば、最初の見積もりから出荷まで、プロジェクト全体を効率的に処理できることが証明されます。

最初から完璧な部品が必要で、手直しは不要ですか？ Fortuna 金属当社のプレス加工能力をご覧になりたい場合、見積もりを依頼したい場合、または次のプロジェクトについて当社のエンジニアリングチームにご連絡されたい場合は、お問い合わせください。

よくある質問

1.精密金属プレス加工における一般的な公差はどのくらいですか？

ほとんどの加工工場では、部品のサイズと材料の厚さに応じて、±0.001インチから±0.005インチまでの公差を保証できます。

2.プレス金型の価格はいくらですか？

部品の複雑さにもよりますが、順送金型の費用は、数千ドルから、複雑な多工程金型の場合は数万ドルまで幅があります。

3.カスタム金属プレス加工品の最小注文数量は？

小ロットのプレス加工は、最大1万個までの少量生産に対応できます。一方、年間生産量が5万個を超える場合は、順送金型が非常に有効です。

4.プレス加工部品において、最も錆びにくい金属はどれですか？

304型および316型のステンレス鋼は、塩分、化学物質、湿気、錆に対する耐性に優れています。

5.プレス加工の見積もりと最初の部品を入手するにはどれくらい時間がかかりますか？

通常、数日以内にお見積もりをご提示いたしますが、新規製作のプレス金型の最初の部品は、金型製作期間にもよりますが、2週間から8週間程度で完成いたします。