製造プロセスの選択は、部品の設計と数量によって異なります。一方、次のような多くの製造プロセスが存在します。 CNC機械加工gと金属スタンピング。場合によっては、どちらの製造プロセスが優れているかは明らかです。ただし、ほとんどの場合、どのアプローチがより適しているかを知る必要があります。したがって、ここでは、好みのボリュームとデザインに適した方法を選択するための長所と短所、およびヒントを探ります。
金属スタンピングの基礎
スタンピングとは、金属シートを 2D および 3D に成形するために使用される一連のプロセスを指します。たとえば、ブランキングはシートを 2D で切断し、ドローイングはシートを 3D で変形させます。通常、スタンピングのプロセスは、プレスに取り付けられたツールを使用して実行されます。板金をブランクに近づけたり、伸ばしたり、曲げたりして、パンチとダイを作り、必要な形状にします。同時に、必要に応じてピアスも行うことができます。大量のプロセスの場合、板金はパンチとダイに連続的に供給され、一連のステップで高度なツールを使用して目的の形状を取得します。
金属 スタンピング: 長所と短所
金属スタンピングの最も重要な利点は次のとおりです。
- 効率の材料利用率が高いです。
- より高い生産率を提供します。
金属スタンピングの利点と並んで、金属スタンピングにはいくつかの制限があります。したがって、金属スタンピングの範囲を損なう可能性のある制限は次のとおりです。
- 金属スタンピング プロセスは、薄い材料のみに制限されます。板厚が6mmを超える素材は、金属プレス加工では扱いにくい素材です。
- 製造する部品ごとに個別に設計された複雑なツールが必要です。
- 一部の材料は、比類のない延性があるため、スタンピングに適していません。
- 材料のスプリングバックは、プロセスが維持できる公差を制限します。
CNC 金属加工に含まれるプロセス
機械加工プロセスでは、チューブ、ソリッドバー、ビレット、および鋳造から金属を切断して、目的の形状を取得します。ほとんどの機械加工プロセスでは、ワークピースは固定されており、さまざまな操作がワークピースに対して実行されます。たとえば、フライス加工は真っ直ぐな平面を切断する完璧な例ですが、研削と旋削はワークピースに円筒形のジオメトリを作成する円筒形のプロセスです。
同時に、CNC (Computer Numerical Control) は工作機械を制御することを指します。 CNC マシンでは、各モーション軸は、モーターによって直接制御されるスピンドルによって管理されます。モーターは、CNC プログラム リストによって与えられた命令に従うように制限されています。その結果、金属の固体ブロックを希望の形状に簡単に変えることができます。
CNC 金属加工: 長所と短所
CNC は、その膨大なアプリケーションのおかげで、ほとんどの業界で極めて重要になっています。同様に、CNC マシンの重要な利点のいくつかを次に示します。
利点
- CNC は、厳しい公差を考慮しながら、複雑な 3D 部品を製造することができます。
- CNC で加工できる金属の種類に制限はありません。ただし、切断には特殊なツールや条件が必要な場合があることに注意してください。
- ほとんどの場合、CNC 加工で使用される切削工具は消耗品であり、金属スタンピングなどのさまざまな製造プロセスで使用される他の工具よりも安価です。
- 表面仕上げは、プロセス全体を通して妥協のないままです。
制限事項
一方で、CNC 加工の欠点として次のようなものがあります。
- 材料の使用率または効率が低い。
- CNC 機械加工では、材料の除去率によっては、生産率が低くなる場合があります。
- 機械加工された部品は、稼働する前にさらに機械加工プロセスが必要になる場合があります。
金属スタンピングまたはCNC金属加工の選択
次の 4 つの重要な要素を考慮する必要があります。
- 必要数量
- パーツの形状
- 精度と公差のレベル
- 素材の性質
したがって、これらは、金属スタンピングと CNC 機械加工のどちらかを選択する前に考慮すべき主な要因です。ここで、これらの要因がいかに重要であるかを説明しましょう。
量の影響の選択
一般的に言えば、金属プレス加工は CNC 機械加工よりもはるかに高速なプロセスであるため、短時間で部品を製造するために金属プレス加工が採用されています。とはいえ、プレスの準備が整っていて、金型のサイズと設計が適度に複雑な場合にのみ可能です。そうしないと、金属スタンピングのセットアップ時間が長くなり、数時間に及ぶ可能性があります。その後、金属スタンピングは適切なプロセスではない可能性があります。ただし、フットプリントとパート プログラムは CAD ファイルを使用して作成されますが、CNC マシンの方がセットアップ時間が短い可能性があることに注意してください。手をつないで、金属スタンピングの金型コストは、通常、CNC 機械加工プロセスよりも高くなります。
金属プレス工具は硬質材料から開発されています。 工具鋼グレード このプロセスには数週間かかる場合があります。しかし、CNC 工作機械は通常、使用準備が整ったラックに保管された使い捨ての切削インサートを使用します。
パーツ形状が選択に影響を与える
複雑なデザインは刻印できない場合がございます。シリンダー ヘッド、エンジン ブロック、ハウジング、およびバルブ ボディは、スタンプできない形状の完璧な例です。同様に、特定の寸法、公差、および表面仕上げを得るために、二次加工操作が避けられない場合があります。
対照的に、CNC 機械加工では、部品の形状に関する制限が軽減されます。しかし、繰り返しになりますが、機械加工する機能を満たすことができる切削工具が常に必要です。
部品公差は選択に影響を与える
プレス加工ツールの精度と材料品質の管理により、金属プレス加工で得られる部品の一貫性が向上しました。それにもかかわらず、耐性は課題として残っています。しかし、CNC 機械加工は、より厳しい公差に対応するのに十分な能力を備えています。
材料特性
スタンピングの場合、金属は亀裂を避けるために延性または可鍛性が必要です。一部の金属は熱処理後にプレス加工できますが、多くの金属は非常に硬く、プレス加工には適していません。さらに、シートの厚さは、金属スタンピングを好ましいプロセスとして拒否する可能性がある別の要因です。これは、シートが厚いほど、変形および穴あけに大きな力が必要になる可能性があるためです。最終的には、大型の機械と堅牢な工具が必要になります。
あるいは、CNC 機械加工で薄い金属板を処理するのは困難です。これは、薄い板金部品の歪みがクランプ荷重下で明らかになるためです。
最後の言葉
結論として、大量生産部品をスタンピングとして設計すると、生産費が削減されます。それに対応して、金属スタンピングの材料使用率または効率が高いため、コストを最小限に抑えることができます。これは、より高価な特殊材料や独自の合金を扱う場合に特に重要です。さらに、CNC 機械加工は通常、完成までのさまざまな操作、表面仕上げの制御、および厳しい公差を伴う複雑な部品の製造に使用されます。