板金成形：現代製造業のための技術と応用
板金成形の基礎
産業用製造プロセスを用いて、板金は金属を平らで薄いピースに加工することで形成されます。板金は金属加工で最も便利な方法の一つであり、様々な形状と寸法に修正・切削できます。幅広い製品が板金の使用で製造され、現代世界の不可欠な部分となっています。板金は厚さが様々です。その厚さはゲージと呼ばれる尺度で定量化されます。ゲージ番号が大きいほど金属は薄くなります。箔の形でも板金を見つけられます。
市場で見つかる板金の形態は、コイルストリップまたは平板ピースのいずれかです。コイルは板金をスリッターで連続走行させロール状にすることで作られます。通常、使用されるコイルは7〜20ゲージの範囲です。板金は機械、建物の屋根、車体、飛行機など様々な製品に使用されます。
プロセスで使用される板金材料
板金製造で一般的に使用される材料はアルミニウムとステンレス鋼です。ステンレス鋼で最も知られるグレードは304、316、410です。304は最も一般的なグレードの一つですが、板の形では入手できません。他の2グレードは304より耐食性と強度が高いです。アルミニウムには1100-H14、3003-H14、5052-H32、6061-T6の4つの既知グレードがあります。各グレードは前より強く、異なる機械、兵器、装置で使用されます。
板金成形プロセス
これは、既知・未知の目的で大量の部品を製造するのに役立つ一般的な製造プロセスです。板金成形プロセスはプレスで行われ、部品は2つのダイの間で形成されます。上部のダイはパンチと呼ばれます。板金は冷間で成形されます。
板金成形プロセスには以下のステップが含まれます：
曲げ
このステップでは、金属部品を作成するために板金を曲げます。短い長さの金属はプロセス中にダイで曲げられます。長い長さの金属にはプレスブレーキが使用されます。複雑な形状には繰り返し曲げも使用されます。これはローラーセットでも行われます。
ロールフォーミング
板金に一連の曲げ操作を行うのがロールフォーミングです。ロールフォーミングラインが存在し、板金が一連のロールステーションによって送られます。各ステーションは板金の両側に存在するローラーダイです。これらのローラーは板金に対して異なる角度にできます。板金がローラーダイを通過させられると、板金は曲がり変形します。
スピニング
板金を高速で回転させ、予め取り付けられた主軸スピンドルに押し付けます。テールストックが回転中の金属を支えます。特殊工具で金属に圧力をかけ、必要な金属形状を得ます。
深絞り
この段階では、金属はクランプされずダイに置かれます。深絞りの最初の段階はカップリングと呼ばれます。プレッシャーパッドがブランクをダイ上で保持しながら、パンチが下方に動きブランクを空洞に引き込みます。金属は塑性的に曲げられ、カップが形成されるまでエッジを越えて引き伸ばされます。プレッシャーパッドが同時にシワを全て取り除きます。繰り返し深絞りにより、より深い製品を多数形成できます。
ストレッチフォーミング
この操作では、ブランクホルダーで板金を周囲にクランプし、厚さに応じて形状を変化させます。ホルダーが金属をダイの空洞に引き込みます。金属が伸ばされると薄くなります。
産業技術