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スタンピング(プレス加工)の基礎:コーラ缶製造に見るキープロセス

コカ・コーラが好きな人、ペプシが好きな人、さまざまですが、コーラ缶がどう作られているかご存知でしょうか?スタンピング(プレス加工)は機械加工業界で最も典型的な製造プロセスの一つですが、その詳細をご存知ですか?本記事では最もシンプルな言葉で、わずか5分で缶の製造プロセスを理解していただきます。

スタンピングとは

スタンピングとは、プレス機と金型を用いて板材、ストリップ、パイプ、プロファイルに外力を加え、塑性変形または分離を生じさせ、所望の形状とサイズのワーク(プレス部品)を得る成形加工方法です。

自動車のボディ、シャシー、燃料タンク、ラジエーター板、ボイラーの蒸気ドラム、容器のシェル、モーターと電気機器の鉄心シリコン鋼板などはすべてプレス加工品です。計器、家電、自転車、事務機器、生活用品などにも大量のプレス部品が使用されています。

スタンピング(プレス加工)の基礎:コーラ缶製造に見るキープロセス

スタンピング温度により、ホットスタンピングとコールドスタンピングに分類されます。 前者は変形抵抗が高く塑性が悪い板材加工に適し、後者は常温で行われ、薄板の一般的なスタンピング方法です。

スタンピング(プレス加工)の基礎:コーラ缶製造に見るキープロセス

板金加工の3要素とは

板材、金型、設備がスタンピング加工の3要素です。

スタンピング用板材の表面と固有特性は、プレス製品品質に大きな影響を与えます。スタンピング材料への6つの要求:

① 厚さが精密で均一であること。

② 表面が滑らかで、スポット、傷、クラック等がないこと。不良品発生を防止。

③ 降伏強度が均一で、明確な方向性がないこと。不良品・廃棄品発生を抑制。

④ 高い均一伸び。不均一変形を防止。

⑤ 降伏強度比が低いこと。曲げ部品の精度向上。

⑥ 低加工硬化。後工程での変形防止。

金型の精度と構造は、プレス部品の成形と精度に直接影響します。金型製造コストと寿命は、プレス部品のコストと品質に影響する重要因子です。

伝動構造による分類:手動プレス、機械プレス、油圧プレス、空気圧プレス、高速機械プレス、CNCプレス

加工精度による分類:普通プレス、精密プレス

用途範囲による分類:普通プレス、専用プレス

加工特性

1. スタンピング加工の生産効率は高く、操作が容易で、機械化・自動化が実現しやすい。

2. プレス品質は安定し、互換性が良く、「同一性」の特徴を持つ。

3. プレス部品の強度と剛性が高い。

4. プレス部品のコストが低い。

スタンピングプロセスの流れ

現代の部品製造プロセスでは、スタンピングは全自動生産であり、その生産方式は下図の通りです。

スタンピング(プレス加工)の基礎:コーラ缶製造に見るキープロセス

しかし、実際にはこれほど高速です!

引き抜き工程では、加工材料が損傷しないよう、複数工程に分割して1つのダイカスト工程を完了させる必要があります。

スタンピング(プレス加工)の基礎:コーラ缶製造に見るキープロセス

アルミニウムウェハーから完全なアルミ缶へ、ダイカストの生産方式で一つずつ変形させていきます。これほどシンプルで高速、効率的な生産方式が実現できたのは、現代技術の継続的な発展のおかげです。

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