True to Form：金属スピニングとハイドロフォーミングの価値

成形ダイに対して部品の数量が少なすぎませんか？プロトタイプだけが必要ですか？スタンピングと深絞りスタンピングの2つの代替手段として、注目に値するものがあります。金属スピニングとハイドロフォーミングです。

シルクハット、ミキシングボウル、ロケットノーズコーンのような形の部品は簡単に作ることができますが、それらを大量に生産することは、通常、成形ダイに投資することを意味します。これにより、ほんの一握りの部品しか必要としないプロジェクトに多大なコストがかかる可能性があり、納期に数週間から数か月かかる可能性があります。

良いニュースは、オプションがあることです。ハイドロフォーミングと金属スピニングは、一般的によく理解されていませんが、成熟した予測可能な機械加工プロセスです。

どちらの金属加工アプローチも、専用の工具を必要とする少量の作業で競合し、そうでなければ製造が非現実的である可能性のある部品を提供することができます。金属スピニングとハイドロフォーミングについて知っておくべきことは次のとおりです。

製造業における金属スピニングとは何ですか？

ボウルやシルクハットに似た部品を引用し、それらの部品がどのように作られているのか疑問に思っている機械工にとって、これはあなたのためです。金属スピニングは、目的のワークピースの内部と同じ形状とサイズに機械加工されたマンドレルに金属シートをそっと押し付けることによって機能します。

これは通常、狭い領域や角の周り、または加工硬化が懸念される場所に流れ込むのに役立つ「コールド」プロセスです。注意：金属をより可鍛性にするために、トーチランプが使用される場合があります。

アルミニウム、銅、真ちゅう、炭素鋼、ステンレス鋼などのへら絞りや、チタンやインコネルなどの超合金など、あらゆる延性のある金属が適しています。

たとえば、ステンレス鋼のベルを作りたい場合は、最初にベル型のマンドレルを旋盤のスピンドルに取り付けます。マンドレルは、大量の作業用に、木、硬質プラスチック、または金属で作ることができます。

ベルの外面の最大長よりわずかに大きいディスクが必要であり、かなり薄く、約1/8インチですが、ベルのサイズによって異なります。一部の専門店は、1インチ以上の材料を回転させることができると提案しています。

動作中の金属スピニングを参照してください。出典：Good Machine

次に、ディスクをマンドレルの端に配置し、心押し台に取り付けられたライブセンターと同様の回転圧力パッドでディスクにピンチします。旋盤のスピンドルがかみ合うと、「スプーン」と呼ばれる適切なツールを使用して圧力を加え、金属を徐々に目的の形状に押し上げます。

多くの場合、手動プロセスです。旋盤や強力な腕がある限り、職人は金属部品を回転させてきました。ただし、より高い精度と生産性を提供するCNC紡績機も利用できます。この場合、ローラースタイルのツールが使用されます。

金属スピニングによる無駄はほとんどありません。

ベルの例では、スクラップはベルのベースの周りの細いリングで、成形後にトリミングされます。バニシングスタイルのスプーンまたはローラーツールが適用されていると仮定すると、CNCを使用すると、鏡面仕上げと同様に、+/-0.015インチの精度で均一な肉厚が可能です。そうでない場合、いくつかのツールマークが表示される可能性があります。

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製造におけるハイドロフォーミングとは何ですか？

ハイドロフォーミングは金属スピニングといくつかの類似点を共有していますが、変位メカニズムはまったく異なります。たとえば、完成したワークピースよりわずかに大きいブランクが開始点として使用されます。

丸みを帯びている必要はありません。角が丸みを帯びている場合、ハイドロフォーミングはポリゴンや不規則な形状のワークピースを生成する可能性があります。金属スピニングと同様に、多種多様な延性金属を形成できます。ただし、ハイドロフォーミングは、より薄いゲージ材料とより複雑な部品形状を優先します。

マンドレルが含まれていますが、回転せず、スプーンやローラーツールは必要ありません。代わりに、マンドレルは他の成形プレスとよく似た機械のベッドに置かれます。この例では、マンドレルを男性のパンチと考えてください。

注意：異なる形状のものを含め、一度に複数のマンドレルを使用できます。違いは、ダイのように機能するエラストマーブラダーの存在です。

ハイドロフォーミングの動作を参照してください。出典：ジョーンズメタルプロダクツ

ハイドロフォーミング技術：流体セルフォーミング

流体セルハイドロフォーミング、チューブハイドロフォーミング、深絞りハイドロフォーミングなど、さまざまなハイドロフォーミング技術があります。すべて水圧に依存していますが、金属スピニングの場合と同じように女性のマンドレルを使用できるものもあります。他のタイプは、しわを防ぐために材料の端をつかむメカニズムを使用し、一部はブラダーではなくマンドレルを動かします。

ハイドロフォーミングの動作を説明するために、流体セルのハイドロフォーミングを見てみましょう。

ワークピースブランクがマンドレル上に配置されると、ラムが所定の位置に落下して作業スペースを囲み、数千ポンドの油圧が適用されます。これにより、膀胱が材料に押し付けられ、下の男性の形になります。

深絞りプロセスのように考えてください。過度に単純化されている可能性がありますが、複雑なプロセスであり、使用するハイドロフォーミング技術によっては、さらに多くのステップが必要になる場合があります。

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金属スピニングとハイドロフォーミングの利点は何ですか？

工具への投資は従来の成形プロセスのごく一部であるため、金属スピニングとハイドロフォーミングは従来の深絞りの優れた代替手段です。セットアップ時間も短くなり、柔軟性が向上します。

これらの技術は、大量のシナリオ、特にハイドロフォーミングでも競争力があります。航空宇宙および自動車産業で、さまざまな複雑な生産レベルのコンポーネントに広く使用されています。

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