板金製造をマスターする:専門家の設計ガイドラインとベスト プラクティス

板金製造は製造業において重要なプロセスであり、建設、自動車、航空宇宙、その他の分野で数多くの用途に使用されています。シート メタルは多用途性があり、さまざまな形状やサイズに成形できるため、複雑で入り組んだデザインを作成する場合に人気があります。

ただし、板金製造プロジェクトを確実に成功させるには、設計原則とベスト プラクティスをしっかりと理解することが不可欠です。この記事では、材料選択、幾何学的制約、コスト効率の高い設計戦略などのヒントを含む、板金製造設計の包括的なガイドを提供します。

経験豊富なエンジニアでも、初心者のデザイナーでも、このガイドは、プロジェクトの要件と仕様を満たす高品質の板金パーツを作成するのに役立ちます。

製造目的では、シート メタルは 0.25 インチより薄いものとして分類されます。すべての板金部品には一定の幅が必要であるため、一部の用途が制限されます。ただし、結果として得られる部品が耐久性と寿命の要件を満たすことができることが保証されます。

一般に、板金部品は、自動車のシャーシや、強度重量比が重要なその他の分野などの用途でよく使用されます。シートメタルの厚さは薄く、シートメタルで作られた部品は一般に中空です。つまり、重量は軽くなりますが、より大きな負荷に耐える能力は同じになります。

単純なアプリケーションに精密なプロセスを選択することに意味はありません。ただし、高価値の用途のために精密板金製造を避けることも現実的ではありません。磨耗により、デリケートな機器に損傷を与える可能性があるためです。

動作原理

板金製造の動作原理は非常にシンプルです。それは金属の弾性と、耐久性の点で冷間圧延された金属の方が優れているという事実に依存します。板金の製造には、切断と成形という 2 つの方法があります。

その名前が示すように、切断は目的の形状を得るためにシートの一部を除去する必要があります。一方、成形は3つの異なる工程からなる少し難しい方法です。これらは主に連携して、必要なオブジェクトのフォームを作成します。このプロセスでは、無駄を最小限に抑えて完璧を保証するために、設計と製造可能性を慎重に検討する必要があります。      

ほとんどの場合、メーカーは、利用可能な設計への準拠を確保するために、DXF または DWG モデルのいずれかの CAD ファイルに依存しています。ほとんどのプロジェクトでは、切断と成形のプロセスが並行して行われるため、より迅速な結果が得られます。さらに、板金製造には通常後処理は必要ありませんが、用途に応じて仕上げや接合が必要になる場合があります。

4 つの主要な板金製造技術

板金製造プロセスは 2 つの主要なプロセスで構成されます。成形と切断。これら 2 つの技術が連携して、製品の最終的な形状が作成されます。切断は単純なプロセスですが、成形にはさらに、打ち抜き、曲げ、打ち抜きなどの分類があります。

シート メタル パーツを作成するための主なテクニックに関連する基本的な詳細は次のとおりです。

1 – 切断

切断プロセスでは、特定の形状の余分な金属板を除去して、最終的な形状を取得します。板金の切断には、主に 3 つのアプローチがあります。

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レーザー切断

プラズマ切断

ウォータージェット切断

2 – 曲げ

曲げプロセスでは、板金の特定の点に大きな力を加えるだけで、必要な形状が得られます。場合によっては、カーブの下の領域に何らかの準備が必要になる場合があります。たとえば、曲げノッチは技術者に曲げの位置を示すだけでなく、プロセス自体を容易にすることもできます。

3 – スタンピング

限られた時間内で複雑な部品を作成するために、メーカーは複雑な形状であるスタンピングプロセスを選択することがよくあります。このプロセスでは、せん断、曲げ、引き伸ばしなどのさまざまな技術を組み合わせて、板金から新しい形状を作成します。 

4 – パンチ

限られた時間内で複雑な部品を作成するために、メーカーは複雑な形状であるスタンピングプロセスを選択することがよくあります。このプロセスでは、せん断、曲げ、引き伸ばしなどのさまざまな技術を組み合わせて、板金から新しい形状を作成します。 さらに、スタンピングプロセスによっては、異なる技術を使用して複数の部品を接合することさえあります。 

板金を製造に使用する主な利点と制限

板金部品の設計は、その利点が認識されているため、多くの業界で非常に人気があります。ただし、このプロセスには複数の制限もあります。これらの利点と制限は、製造業者が金属の適切な用途を決定する際に最も重要な設計上の考慮事項の 1 つです。

利点 デメリット 他の製造方法と比較して短納期です。複雑な詳細を含む複雑なデザインを作成するのが難しく、製造できる形状や形状の範囲が制限される可能性があります。生産と試作の両方に高品質の部品が得られます。 工具やその他の設備に多額の投資が必要であり、小規模生産の障壁となる可能性があります。 鋼、アルミニウム、銅などの複数の金属を扱うのに十分な多用途性。 切断、成形、仕上げなどの複数の工程が必要となるため、他の製造方法に比べてリードタイムが長くなります。中空設計により高い強度重量比を実現します。 熟練した労働力が必要であり、費用がかかる場合があります。ほとんどの場合、後処理は必要ありません。  

前述したように、板金製造の設計では、いくつかの設計要件に注意する必要があります。これらの要件のほとんどは、製品の全体的な設計に依存します。たとえば、単純な製品には多くの要件はありませんが、複雑な形状の場合は、当然、市場に投入するためにより多くのプロセスが必要になります。

一般に、板金の製造には、完璧を保証し、最短時間で最高の品質を提供できる一連のベスト プラクティスが必要です。シート メタルの一般的なガイドラインには、次の 5 つのカテゴリが含まれます。

1 – 許容差

公差は、さまざまな用途にとって最も重要なパラメータの 1 つです。一般的な経験則によれば、精度を高めるにはより多くのリソースが必要となり、追加のコストがかかります。したがって、公差はアプリケーションに従っている必要があります。

この完璧な例は自動車産業です。

ドアやボディのその他の部分に要求される精度は、シャーシやその他の一体部品に要求される精度よりも明らかに低いでしょう。一般に、公差要件はプロジェクト要件によって異なりますが、そのアプローチでは製品に多くの不一致が生じる可能性があります。

多くの製造業者や業界は、こうした不一致を避けるために品質基準を設定することを好みます。これらの標準は万能のソリューションではありませんが、一貫性とパフォーマンスを維持するための優れたツールです。さらに、業界標準に準拠することで、業界の要件を満たし、ブランドに対する消費者の信頼を構築することも容易になります。

板金製造の場合、一般的な標準は ISO 2768 です。これは、コストと処理能力の完璧なバランスを維持しながら、複数の業界の公差要件をカバーしています。

一般許容差

板金製造には、業界があらゆる場所で使用する一般公差がいくつかあります。これらは国際規格に準拠しています。ただし、航空宇宙や自動車など、パフォーマンスにとって精度が重要である機密性の高いアプリケーションの場合は、いくつかの例外があります。

機能 一般的な許容範囲 追加メモ 壁の厚さ0.9mm ～ 20mm、オフセット0.3mm ～ 0.7mm、カール> 素材の厚さの 2 倍推奨カール寸法より小さいとシートが脆くなります。曲げ0.9mm ～ 1.2mm1.8mm ～ 2.4mm3.8mm ～ 5.0mm7.5mm ～ 10mm15mm ～ 20mmすべての曲げで +/- 度の偏差が予想されます。さらに、その他の仕様の場合、コストが追加されます。ヘムの内側の直径 =戻りの長さが厚さの 4 倍となる材料の厚さ 皿穴の主要な直径 =+/- 0,254 mm 最小の直径> 2/3 の厚さ 穴とスロットの直径> 素材の厚さ 直径が材料の厚さより小さいと、シートに亀裂が生じる可能性があります。ノッチとタブ ノッチの幅> 1.5x 厚さ
長さ> 5x 厚さ 

基本の形成

平らな金属板に圧力を加えて所定の形状に曲げる加工です。曲げ加工の種類によって加工条件や内容が変わります。板金を曲げる方法は数多くありますが、最も一般的なのは次の 3 つの方法です。

• ブレーキプレス:手動プロセスでは、クランプバーとプレートを使用して金属シートを形成します。このプロセスは、プロトタイピングと小規模生産にのみ適しています。
• ロール曲げ:基本は同じですが、結果は円柱、円錐、またはその他の円弧の形になります。 
• プレスブレーキ曲げ:パンチとダイを備えた油圧機械を使用する最先端の曲げプロセス。厚さ 6 mm までの金属シートに適しており、正確な形状を簡単に作成できます。 

板金曲げの統合パラメータ

曲げ加工に関しては、メーカーや設計者が考慮しなければならないパラメータが複数あります。これらの設計要件は、シート メタルの曲げを基本的に特徴付けるものであり、優れた結果を保証するには、その基準に従うことをお勧めします。

ここでは、板金曲げ操作にとって最も重要な 6 つのパラメータを示します。

• 曲げ線:  曲げ線は、曲げの両側の始まりから終わりまでを示すシート表面上の直線です。曲げラインの業界標準では、曲げの内側の端と外側の間の距離をシートの厚さの 5 倍にすることです。
• 曲げ半径: 曲げ半径は、曲げ軸から 2 つの曲げ線の間の材料の内面までの距離を指します。一般に、少なくとも材料の厚さと同じ大きさの曲げ半径を使用することをお勧めします。曲げ半径が大きいほどさらに優れていますが、材料の厚さよりも小さい半径を使用すると、パーツの耐荷重能力が低下する可能性があります。
• 曲げ角度:  軸からの仮想垂直線との曲げによって形成される角度。 特定の数値ではなく、曲げ角度に関する業界の慣例では、フランジの長さは厚さの 4 倍でなければならないことが保証されています。すべての曲げ角度を同じに保つこともお勧めします。  
• 中立軸:  中立軸は、伸長も圧縮もされていないため、元の長さのままであるシートの部分です。これは独立したパラメータであり、その位置に法的な制限やガイドラインはありません。ただし、曲げ半径や角度などの他の要素の精度が、最終製品の性能を決定する上で重要な役割を果たします。したがって、これらの要素が正確であればあるほど、プロダクトのパフォーマンスが向上する可能性が高くなります。
• K ファクター:  材料の K ファクターは、材料とその厚さ (t) の間の距離を T で割ることによって求められる、その位置の尺度です。K ファクターは、材料の種類、曲げプロセス、曲げ角度などを含むさまざまな要因の影響を受けます。最適な結果を確実に得るには、K ファクターは 0.25 ～ 0.50 の範囲内にある必要があります。 K メトリクスは、K =T/t の式で計算できます。
• 曲げ許容値: 正確で一貫性のある曲げパーツを作成するには、円弧の長さと中立軸と曲げ線の間の距離を慎重に測定して考慮することが重要です。また、曲げる素材や厚さ、使用する曲げプロセスの種類（エアー曲げ、底面曲げ、コイニングなど）に適した正確な曲げ代を使用する必要があります。

カッティングの基本

板金製造におけるもう 1 つの重要なプロセスは切断です。多くの場合、これは、許容可能な精度で迅速な結果を提供する、より簡単な代替手段です。設計段階では、シート メタル設計ガイドラインは次の 5 つのパラメータに焦点を当てます。

マテリアルの選択

プロセス中、材料の特性は、特定の材料に適したプロセスを決定する上で重要な役割を果たします。これをよりよく理解するために、アルミニウムとスチールの例を考えてみましょう。当然のことながら、スチールの相対的な強度と耐久性により、アルミニウムの切断はスチールを扱うよりも簡単です。

材料を選択する際のベストプラクティスは、製造可能性も考慮することです。たとえば、鋼鉄とアルミニウムの両方が特定の作業の負荷に耐えられる場合、製造能力を考慮せずに、より強力な代替品 (鋼鉄) を選択することが必ずしも賢明であるとは限りません。   

穴の直径

シートに穴を開ける製品を設計する場合、シートの厚さと穴の直径を考慮することが重要です。一般的な経験則として、穴の直径が少なくともシート全体の厚さと同じであることを確認してください。

穴の直径がシートの厚さに比べて小さすぎる場合、穴の周囲に亀裂や脆い領域が形成される可能性があります。これらの亀裂は時間の経過とともに広がり、耐久性の問題を引き起こし、製品の全体的なパフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。

したがって、製品の構造的完全性と長期耐久性を維持するには、穴の直径がシートの厚さに適切であることを確認することが重要です。

局所的な硬化

材料を切断する際、そのプロセスで大量の熱が発生する可能性があり、その熱が材料の特性に影響を与える可能性があります。具体的には、切り口の周囲の領域が過熱し、局所的に硬化する可能性があります。この問題を防ぐには、全体的に切削速度を遅くし、クーラントを使用して影響を受ける部分の温度を調整することをお勧めします。そうすることで、局所的な硬化のリスクを最小限に抑えることができます。

歪み

板金加工における歪みとは、製造工程中に生じる板金の反り、曲がり、ねじれ、座屈のことを指します。この問題は、製造プロセス中の温度、応力、圧力の変化など、さまざまな要因によって発生する可能性があります。歪みは、寸法の不正確さ、適合性の低下、強度の低下など、最終製品に重大な問題を引き起こす可能性があります。

カーフ

カーフは、使用する切削工具の幅と切削される材料の厚さに直接関係します。基本的に、これは切削工具によって除去される材料の幅を表し、切削プロセスでどれだけの材料が無駄になるかを決定します。

たとえば、レーザー ビームの切り口が 0.1 mm で、厚さ 1 mm の金属シートに切断が行われる場合、シートから除去される材料の幅の合計は 0.2 mm (切断の両側から 0.1 mm) になります。切り溝の幅は、切断プロセスの種類、切断される材料の種類、材料の厚さによって異なる場合があります。

板金製造用の部品を設計するときは、部品の最終寸法に影響を与える可能性があるため、カーフを考慮することが重要です。正確な寸法が必要な場合、設計者は切り口を考慮し、それに応じてデザインを調整する必要があります。さらに、切り口が広いとより多くの材料が無駄になる可能性があるため、切り口は製造プロセスのコストにも影響を与える可能性があります。

板金部品の共通機能

板金設計では、これらの部品が業界の要件を満たすことを可能にする複数の機能を扱います。ここでは、シート メタル パーツによくある 6 つの主な共通特徴を示します。

コアフィレット

コーナー フィレットは、鋭いエッジを避けるために作成されたシート メタル パーツの丸いエッジまたはコーナーです。これは危険であり、金属に応力集中を引き起こして破損につながる可能性もあります。

提案:

• サイズ:フィレットのサイズは、少なくともシート メタルの厚さと同じである必要があります。つまり、厚さが 2mm 以下の板金には 2mm フィレットを使用する必要があります。 
• 対称:パーツのフィレットは対称である必要があります。これは、向かい合うコーナーのフィレットが同じサイズである必要があることを意味します。
• 均一性:フィレットのサイズはパーツ全体で均一である必要があります。これは、すべてのコーナーのフィレットが同じサイズである必要があることを意味します。 
• 配置:フィレットは応力集中が発生する可能性のある領域に配置する必要があります。これには、板金が曲がっている領域、または形状や方向が変化している領域が含まれます。 
• 半径:フィレットの半径はできるだけ大きくする必要があります。これにより、応力がより均等に分散され、応力集中の可能性が軽減されます。 
• 設計:パーツの設計は、パーツの完全性を損なうことなくフィレットを簡単に追加できるようなものである必要があります。

リブ

通常、シート メタル パーツの表面に対して垂直な隆起したフィーチャ。これらは、重量をあまり増やさずにパーツの強度と剛性を高めるために使用されます。

提案:

• フィレットを使用してリブと周囲の材料の間の移行を滑らかにし、応力をより均等に分散するのに役立ちます。 
• リブを近づけすぎたり、曲げに近づけすぎたりしないでください。素材に弱点が生じる可能性があります。 
• 応力をより均等に分散するために、テーパー付きのリブや高さが可変のリブの使用を検討してください。 

エンボス

ディンプルは、補強を加えて板金部品の剛性と強度を向上させるなど、さまざまな理由でよく使用されます。ファスナーやその他のコンポーネントを取り付けるための滑らかで面一な表面を作成します。他の部品やコンポーネントに隙間を設けるため。 

提案:

• 応力集中の発生を避けるため、エンボスの深さはシート メタルの厚さの 50% 以下に抑えてください。 
• フィレットを使用してエンボスと周囲の素材の間の移行を滑らかにし、応力をより均等に分散するのに役立ちます。
• エンボスを互いに近づけすぎたり、曲げに近づけすぎたりしないでください。素材に弱い部分ができる可能性があります。
• パーツの全体的な外観に対するエンボス加工の影響を考慮し、ブランディングやデザインの要件と一致していることを確認してください。 

ラウンドボス

部品の強度と剛性を高めるために使用される板金製造における盛り上がった円形フィーチャ。これは通常、板金に円形のくぼみを打ち抜くか形成することによって作成されます。これにより、くぼみの周囲の金属が膨らみ、盛り上がった円形の特徴が形成されます。

提案:

• 適切なサイズと位置を選択する:ボスの配置とサイズを慎重に検討して、他のコンポーネントに干渉したり製造上の問題を引き起こすことなく、必要なサポートと強度を確実に提供できるようにする
• 適切な工具を使用する:丸いボスを作成するには、パンチとダイのセットや成形工具などの特殊な工具が必要です。ボスが正しく形成され、その過程で板金が損傷しないようにするには、作業に適した工具を使用することが重要です。
• 材料の厚さを考慮する:シート メタルの厚さは、形成できる丸ボスのサイズと形状に影響します。材料が厚い場合は、必要な強度と剛性を得るために、より大きなボスやより深いボスが必要になる場合があります。

ディンプル機能

ディンプルは、次のようなさまざまな理由でよく使用されます。 補強を追加して板金部品の剛性と強度を向上させるため。ファスナーやその他のコンポーネントを取り付けるための滑らかで面一な表面を作成します。他の部品またはコンポーネントのためのスペースを確保するため。

提案:

• ディンプルのサイズと位置を慎重に検討してください。ディンプルは、最も効果が得られる領域に配置する必要があり、そのサイズは用途に適したものでなければなりません。
• ディンプルが大きすぎるか深すぎると素材が弱くなる可能性があり、ディンプルが小さすぎるか浅すぎると十分な補強が得られない可能性があります。
• ジョブに適したツールを選択します。ディンプルの作成には、パンチ、ダイ、成形ツールなど、さまざまなツールを使用できます。選択するツールは、ディンプルのサイズと形状、使用される材料の種類によって異なります。
• シートメタルの厚さと材質を考慮してください。板金の種類が異なれば、ディンプルを作成するために必要なテクニックやツールも異なります。また、材料が厚いほど、より大きな力や大きなツールが必要になる場合があります。
• 設計上の制限や制約に注意してください。ディンプルは便利な機能ですが、すべての用途に適しているとは限りません。ディンプルを追加することで生じる可能性のある潜在的な問題や課題を必ず考慮した設計を行ってください。

ルーバー機能

ルーバーの主な目的は、ルーバーが取り付けられている筐体またはパネル内の空気の流れと換気を改善することです。ルーバーは、空気を特定の方向に導く、騒音を低減する、塵、埃、湿気から保護するなど、特定の目的に合わせて設計できます。

提案:

• サイズ:ルーバーのサイズは、必要な空気の流れと設置に利用できるスペースの量に基づいて慎重に選択する必要があります。ルーバーが小さすぎると十分な換気ができない可能性があり、ルーバーが大きすぎるとパネルの構造的完全性が損なわれる可能性があります。
• 向き:ルーバーの向きは、空気の流れの方向と、空気の流れに影響を与える可能性のある障害物や障害物の位置に基づいて選択する必要があります。
• 形状:ルーバーの形状は、換気システムの効率に影響を与える可能性があります。流線型の空気力学的形状で設計されたルーバーは、空気の流れを改善し、乱流を軽減します。
• 材質:ルーバーに使用される材質は、意図された用途とパネルがさらされる環境条件に基づいて選択する必要があります。たとえば、風雨にさらされることが懸念される屋外用途には、ステンレス鋼やアルミニウムの方が適している可能性があります。
• 製造方法:ルーバーの作成に使用される製造方法は、製造プロセスに求められる精度、一貫性、費用対効果に基づいて選択する必要があります。

ラウンド ノックアウト

ラウンドノックアウトは、使用するパンチとダイのサイズに応じて、さまざまなサイズの穴を作成するために使用できます。これらは、電気ボックス、HVAC システム、エンクロージャなどの用途の板金製造で一般的に使用されます。

提案:

• 適切なサイズを選択する:必要な穴のサイズに適したサイズのパンチとダイを使用してください。間違ったサイズを使用すると、穴が小さすぎたり大きすぎたりする可能性があります。
• 適切な材料を使用する:円形ノックアウトは通常、特定の種類の板金で使用できるように設計されているため、使用する材料に適したノックアウト ツールを必ず使用してください。
• パンチとダイを鋭く保つ:時間が経つと、パンチとダイが鈍くなり、変形し始め、穴の品質が低下する可能性があります。最良の結果を得るために、刃を鋭く、良好な状態に保ってください。
• 素材の厚さを考慮する:丸いノックアウトは、薄い素材に最適です。厚いシートメタルに穴を作成する必要がある場合は、別のツールや技術を使用する必要がある場合があります。
• バリに注意してください:丸いノックアウトを使用する場合、穴の端の周りにバリができる危険性があります。きれいに仕上げるために、バリ取りツールまたはサンドペーパーを使用してバリを必ず取り除いてください。

素材の厚さ

シートメタルの推奨厚さは、特定の用途と使用される材料によって異なります。一般に、金属が厚いほど強度と耐久性が向上し、金属が薄いほど柔軟性と軽量になります。板金の一般的な厚さは 0.5 mm から 6 mm の範囲ですが、材料や用途によって異なります。以下の表は、板金製造で使用されるいくつかの一般的な金属の推奨される材料の厚さを示しています。

メタル ゲージ ミリメートル インチ スチール/ステンレススチール/アルミニウム220.80.031スチール/ステンレススチール/アルミニウム201.00.039スチール/ステンレススチール/アルミニウム181.20.047スチール/ステンレススチール/アルミニウム161.60.063スチール/ステンレススチール/アルミニウム142.00.079スチール/ステンレススチール/アルミニウム122.50.098スチール/ステンレススチール/アルミニウム103.20.126

メモ :この表は一般的なガイドラインを示しており、特定の用途に適した材料の厚さは追加の要因によって異なる場合があります。

板金製造は、板金を設計、切断、曲げ、組み立てて最終製品に仕上げる複雑なプロセスです。ただし、最も熟練した設計者でもミスをする可能性があり、それがコストのかかる再作業や部品の廃棄につながる可能性があります。このような損害の大きいエラーを回避するには、最も一般的な設計上の間違いを認識し、それらを回避するための措置を講じることが重要です。

間違い 1:曲げのない CAD ファイル

避けるべきよくある間違いの 1 つは、曲げのない CAD ファイルを提供することです。曲げのない板金部品は単一の部品として製造することができず、複数の部品を結合するには追加の部品と労力が必要になる場合があります。部品を正しく製造できるように、設計に曲げを含め、曲げ角度と半径を指定することが重要です。     

間違い 2:フィーチャが曲がりに近すぎる

別の同様の間違いには、穴やタブなどのフィーチャを誤って曲げに近づきすぎてしまうことが含まれます。フィーチャを近づけすぎるとどうなりますか?金属部品が変形してしまい、お金と時間を無駄にするだけです。  この間違いを避けるには、すべての CAD 設計に 4T ルールを実装するだけです。 4T ルールでは、すべてのフィーチャーが少なくとも曲げ線から材料の厚さの 4 倍離れていなければならないと規定されています。

間違い 3:内部曲げ半径が完全に垂直である

CAD 設計では常に垂直線を使用したくなります。しかし、現実は少し異なります。シート メタルを曲げると、ほとんどの場合、先端が丸くなり、曲げに半径が与えられます。完璧に鋭い角を実現しようとすると、材料の変形や亀裂が発生し、最終製品の完全性が損なわれる可能性があります。この問題を回避するには、使用する材料と厚さに適した最小曲げ半径を指定することをお勧めします。これにより、曲げのスムーズな移行が可能になり、破損につながる可能性のある応力集中を防ぐことができます。

簡単のために、金属部品の曲げ半径は、曲げ部分の長さを測定し、答えを 2 で割ることによって簡単に求めることができます。各曲げパーツに異なる半径を簡単に使用できますが、すべての曲げに同じ半径を使用する方がはるかにコスト効率が高くなります。           

間違い 4:CAD ファイルにハードウェアの詳細が含まれていない

特定のハードウェア仕様、サイズ、場所など、できるだけ多くの詳細を CAD ファイルに含めることが常に最善です。これにより、よりスムーズな製造プロセスとより正確な最終製品が保証されます。                                   

モデルを組み立てるために CLS-440-2 などの特定のクリンチング ナットが必要だが、この詳細は CAD ファイルに含まれていないことを想像してください。他の人が必要なハードウェアを手配してくれるのを待つ以外に何もすることはありません。明らかに、この遅れにより組み立て時間とコストが増加します。

間違い 5:不適切な仕上げを選択してしまう

仕上げは通常、製造プロセスの最後の重要なステップです。ほとんどの人は、仕上げの機能が 1 つだけであると誤解しています。それは、パーツの見栄えを良くすることです。

実際には、選択した仕上げの種類も、金属コンポーネントを錆や腐食から保護する上で重要な役割を果たします。金属部品の美観のみに焦点を当てた仕上げも存在しますが、他のタイプの仕上げは、その保護特性によって製品の寿命を延ばすように設計されています。

粉体塗装などの美しい仕上げは、ある程度の保護を提供します。ただし、シルク スクリーンなどのいくつかの仕上げは、金属部品にテキストや画像を追加する場合にのみ役立ちます。化成仕上げには逆の機能があります。

これらの仕上げは製品の最外層を変化させ、保護コーティングとして機能します。これに加えて、金属部品に電気的接続を与えるクロメート変換仕上げもあります。また、ペイント用のプライマー層も提供します。

どのような仕上げを使用する必要があり、何を避けるべきかを理解することが重要です。適切な仕上げは、設計している金属パーツの用途に完全に依存します。

間違い 6:間違った金属シートを選択しました

設計している部品の用途を最初から最後まで考慮する必要があります。たとえば、未仕上げの鋼材は海洋や塩分の多い環境では使用できません。そうすると、金属部品が錆や腐食を受けやすくなります。

代わりに、流動要因に焦点を当てて適切な板金を選択してください。次のような質問は非常に重要です。  

• 1 日に予想される摩耗量はどれくらいですか?
• 金属部品は腐食や錆びやすい環境で使用されていますか?
• 板金はどのくらい簡単に製造できますか?
• 金属部品の外観はどの程度重要ですか?
• 部品には導電性が必要ですか?
• 金属部品にはどのような機械的特性が必要ですか?

これらの質問に答えることで、技術的要件を理解し、情報に基づいた設計を行うことができます。

間違い 7:U チャネルの材料強度を考慮していない

U チャネルはあらゆる製品設計の重要な部分であり、その強度は主に材料の全体的な強度に依存します。材料の強度を考慮しないと、U チャネルが弱くなりすぎて、応力がかかると曲がったり破損したりする可能性があります。この間違いを避けるためには、U チャネルに適切な材料と厚さを選択することが重要です。 Based on the expected load and to factor in any additional stresses, such as vibrations or impacts, that the channel may experience in use.

Mistake 8:Designing Unachievable Welding Requirements

No matter how simple a design is, there are high chances that it would require some welding or other mechanical joints. Some designers make the common mistake of overestimating the welding capabilities of the unit, which in turn increases the complexity and costs.

The best way forward to avoid such issues is to implement strict design for manufacturing (DFM) practices. This ensures that all features are according to the prevalent standards.

The term sheet metal is used quite widely in the industry. However, the metal used is generally one of the following.

• Stainless Steel: This is perhaps the most common and famous option because of its versatility and durability. Stainless steel is the first choice for applications where a cost-effective, durable, and strong option is needed.
• Cold Rolled Steel: An excellent option for application where material strength is the primary concern for the designers.
• Pre-Plated Steel: Similar to regular steel, but comes with a special coating to prevent corrosion.  
• Aluminum: A lightweight and practically inert option that delivers an excellent strength-to-weight ratio.
• Copper: Copper is an expensive, yet effective material. It doesn’t react under normal conditions and delivers long-lasting performance without any chemical or biological degradation.
• Brass: An alloy of copper and Zinc that is both corrosion-resistant and hard enough to absorb multiple impacts.

While sheet metal generally works well without any processing, some applications take exception to this rule. The following processes are some of the most common post-processing steps for sheet metal products.

• Anodizing
• Brushing
• Polishing
• Bead Blasting
• Powder Coating
• Plating
• Passivation
• Chrome Coating
• Custom Finishes Upon Request

The sheet metal fabrication design guide is made to introduce all the basic concepts of the process to anyone. Manufacturing partners need to fulfill the varying requirements of the industry and comply with the ever-changing industrial standards.

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