アルミニウムプレス加工：工程、金型、部品に関する完全ガイド

アルミスタンピング

多くの産業における現代の製造業とアルミニウムプレス加工は密接に結びついている。この工程では、設計要件に基づいて、薄いアルミニウム板を様々な複雑さを持つ精密な3D部品へと加工する。 

自動車、航空宇宙、電子機器、包装、建設、その他あらゆる業界でプレス加工されたアルミニウム部品が必要な場合、アルミニウムのプレス加工プロセスを理解することは、設計とコスト最適化戦略に役立ちます。 

この記事では、アルミニウムのプレス加工の工程、方法、適切なアルミニウムのグレード、用途など、このプロセスの基本について解説します。 

 

アルミニウムの金属プレス加工とは何ですか？

アルミニウムのプレス加工は、アルミニウムに力を加えることです。 金属プレス金型 板金を成形し、実用的な3D部品を製造するための加工法です。熱を加えたり材料を除去したりすることなく、精密な仕上がり部品を製造できる、広く普及している冷間成形プロセスです。 

 

アルミニウムはプレス加工に適しているか？ – 特性

アルミニウムは最も一般的に使用されている スタンピング材料 軽量で延性に優れ、耐腐食性にも優れているためです。鋼鉄の約3分の1の密度と優れた成形性を備えているため、幅広い板金プレス加工用途で人気があります。

軽量 アルミニウムは軽量であるため、多くの工学用途で好まれています。軽量であることは、例えば自動車の燃費向上など、様々な利点をもたらします。また、グレードにもよりますが、比較的強度が高く、強度対重量比も優れています。 

延性 アルミニウムは融点が低い（3003アルミニウム合金の場合、約650℃）ため、容易に所望の形状に成形できる。 

耐腐食性 アルミニウムは、腐食を防ぐ保護膜を形成する自然な性質を持っています。そのため、アルミニウム製のプレス加工部品は、塩分や化学物質が充満した環境など、腐食性の高い環境に適しています。 

リサイクルが簡単 アルミニウムは最もリサイクルしやすい工業用金属の一つであり、プレス加工部品の製造業者や使用者にとって重要な利点である。 

不燃性 3003アルミニウム合金は熱伝導率が高く（162～193 W/m・K）、この材料は熱伝導率が重要な用途、例えば熱交換器などで安心して使用できるプレス加工部品を作ることができます。 

 

金属プレス加工に使用されるアルミニウムの種類

アルミニウム板金プレス加工は、主に1xxx、3xxx、5xxx、6xxxシリーズの鍛造合金に重点が置かれています。鍛造とは、アルミニウムが引抜き、押出し、鍛造、または圧延によって成形されたことを意味します。 

これらのアルミニウムの各カテゴリーは、それぞれ独自の特性を持ち、特定の板金製品に適している。 

1XXXこれは純アルミニウムで、最高の成形性を備えています。 

3XXX加工性に優れ、中強度材料との混練性も良好です。例えば、3003アルミニウム合金などが挙げられます。 

5XXXこのシリーズは優れた耐食性で知られており、海洋環境をはじめとする腐食性の高い環境では不可欠です。5052アルミニウムのプレス加工は、こうした業界で広く用いられています。 

6XXXこのシリーズは熱処理が可能で、若干の成形性があります。6061アルミニウム合金などのオプションも含まれています。 

しかし、より硬い合金は、工程の一部として焼きなましを行いながらプレス加工することができる。 

プレス加工用アルミニウム合金

代替テキスト：プレス加工が可能な様々なアルミニウム合金の画像と説明を示すインフォグラフィック。 以下の表は、金属プレス加工に使用される主なアルミニウム合金と、それらの特性および特徴を示しています。

アルミニウム合金	主な特徴	一般的なアプリケーション
1100アルミニウム	工業用純アルミニウム、優れた延性と耐食性	食品産業および化学機器
3003アルミニウム	優れた成形性、良好な加工性	パネルと調理器具
5052アルミニウム	優れた成形性、高い耐食性、そして強度	船舶用部品
6061アルミニウム	優れた耐食性と強度対重量比。適度な成形性。	構造部品
7075アルミニウム	高強度、限定的な耐食性、成形性	航空宇宙グレードの部品
6063アルミニウム	成形性良好、耐食性は平均的	建築用途
2024アルミニウム	非常に丈夫だが、耐食性は低い。	航空宇宙および自動車部品

 

基本的なアルミニウムプレス加工プロセス

いいね ステンレス鋼のスタンピングアルミニウムのプレス加工工程は、材料の準備、プレス機への設置、設計通りのプレス加工から構成される。プレス力は制御される。しかし、これらの工程を開始する前に、金型はすでに設計されている必要がある。 パンチが板金をキャビティに押し込むと、塑性変形が生じ、目的の部品が成形される。その後、成形された部品は排出され、二次加工の準備が整う。 

アルミニウムのプレス加工における一般的な工程は以下のとおりです。

ステップ1：ツール設計

アルミニウムのプレス加工プロセスは、金型設計から始まります。 プロリーンテック CAD/CAMソフトウェアを使用して金型設計を作成する。 

ステップ 2: 材料の準備

次のステップは、アルミニウムのグレードを選定し、その特性を決定することです。原材料は通常コイル状になっているため、平らに整え、適切な長さに切断してプレス加工の準備をします。 

アルミストリップ

代替テキスト：自動プレス機に供給されるアルミニウムストリップ

ステップ3：刻印作業／工程

アルミニウムのプレス加工工程が始まります。この工程は複数の工程から構成されています。通常、最初の工程はブランキング加工で、その後、最終的な形状が得られるまで他の工程が順次行われます。 

ステップ4：二次プロセス

プレス加工されたアルミニウム部品の二次加工には、バリ取り、粉体塗装、塗装などがある。 

ステップ5：品質検査 

最後に、一流のアルミニウムプレス加工会社は、プレス加工されたアルミニウムが要求仕様に適合していることを確認するために、品質検査を実施します。板金プレス加工は、統計的工程管理（SPC）チャート、三次元測定機（CMM）、特殊ゲージなどを用いたこれらの検査なしには不完全です。 

刻印アルミニウム検査 

見積もりを取得 Bodaにおける高品質な部品を保証するこの重要なステップについて、さらに詳しく知りたい方はこちらをご覧ください。

4つのプレス加工工程

主なプレス加工工程は、アルミニウム順送プレス加工、アルミニウムトランスファープレス加工、アルミニウム4スライドプレス加工、およびアルミニウム精密ブランキング加工の4つである。 

アルミニウム順送金型

これは、部品が「順方向」に一連の機械ステーションを通過する、高速かつ比較的低コストのプレス加工工程である。 

プログレッシブダイスタンピング

金属片が機械内の様々な工程を通過するにつれて、その形状は変化し、最終工程で最終的な形状が完成する。 

アルミニウムの利点 プログレッシブスタンピング

• 対応時間 
• 低価格
• スクラップの減少
• 高い再現性

アルミニウム順送金型プレス加工の限界

• 部品操作は限定的
• 限定的な運用 
• 通常、トランスファーダイシステム（次項で説明）よりも高価である。

アルミニウムトランスファーダイスタンピング

トランスファーダイスタンピングとは、プログレッシブダイスタンピングのように金属片をまとめてではなく、個別にプレス加工する加工方法を指します。この加工は、単体プレス機またはアルミ製マルチスライドプレス機で行うことができます。ただし、現代のトランスファーダイスタンピングのほとんどは、単体プレス機で行われています。

トランスファーダイスタンピング

アルミニウムトランスファーダイスタンピングの利点

• 大型部品の高速生産
• 高い汎用性 
• 部品の高度な操作を可能にする

アルミニウムトランスファーダイスタンピングの限界

• 小型部品にはコスト効率が低い
• 少量生産の場合のみ費用対効果が高い

アルミ4スライドスタンピング

4スライドスタンピング方式は、カム制御式工具を備えた水平スタンピングプレスを使用する。標準的な垂直移動動作とは異なり、横方向に移動するスライドがスタンピング動作を行う。 

4スライドダイ

アルミニウム4スライドスタンピングの利点

• 材料の無駄を削減
• 資材の取り扱いが少なくなる
• 二次的な操作が少なくなる
• 同一部品の迅速な生産

アルミニウム4スライドスタンピングの限界

• 複雑な部品には適していません
• 柔軟で薄いシートに最適です

アルミニウムファインブランキング

静水圧原理を利用したアルミニウムの精密打ち抜き加工。上面と下面の両方からプレス圧力を加える。許容されるクリアランスはごくわずかである。 

アルミニウム精密打ち抜き加工と標準プレス加工の利点

• ミクロンオーダーの精密プレス加工に適しています
• 滑らかで清潔な表面 – 後処理不要 
• 複雑な形状を形成する
• 様々なアルミニウムグレードに対応

ファインブランキングとブランキングの比較

アルミニウム精密ブランキングの限界 

• 限られた材料の厚さ
• 金型コストの増加 

 

アルミニウムプレス加工の種類

アルミニウムのプレス加工には、曲げ加工、絞り加工、コイン加工、ブランキング加工、パンチング加工、エンボス加工といった一般的な技術を用いた様々なアプローチがあります。多くの場合、プレス加工ではこれらの技術を組み合わせて目的の部品を製造します。 

プロリーンテックのアルミニウムプレス加工技術により、様々な業界の要求を満たす、厳しい公差を持つ部品が製造されます。 一般的なアルミニウムのプレス加工プロセスや技術について、さらに詳しく説明します。

曲げ 

曲げ加工とは、アルミ板を金型とパンチの間に挟み込み、所望の角度に成形する工程である。一般的な角度としては、L字型、U字型、V字型などが挙げられる。 

コイニング 

コイニングとは、金属板に金型を押し付けて、凹型または隆起型の模様を作り出す加工方法です。この加工により、部品の見た目の美しさと耐久性を向上させることができます。 

コイニング 

深い描画

深絞りスタンピング これは、金型を使用して平らなアルミニウム板を複雑な形状または深い形状の部品に引き伸ばすプロセスです。 

ブランク 

ブランキングとは、金型を用いてアルミニウム板を所定の寸法に切断する工程のことです。これにより、目的とする部品の基本的な輪郭が得られます。 

刺すような 

ダイとパンチの組み合わせは、ピアシングと呼ばれるプロセスで切断や穴あけにも使用できます。アルミニウムは柔軟性が高いにもかかわらず、 カスタム金属スタンピング サービスプロバイダーは、ひび割れのない結果を提供できます。 

ブランクとピアシング 

フランジング 

フランジ加工とは、アルミニウム板金を湾曲した軸に沿って曲げる工程のことです。フランジは内側または外側に、通常は90度の角度で延びます。

アルミニウムのプレス加工専用の金型はありますか？

はい、アルミニウムのプレス金型は、この材料特有の特性に対応するために特殊な設計が施されています。アルミニウムのプレス加工は、材料の弾性回復、エッジクラック、焼き付きなどの発生可能性を十分に理解した上で行う必要があります。 金型は、このような課題に対応できるよう設計されており、逃げ角、研磨された表面、綿密に計算されたクリアランスなどの設計上の特徴が組み込まれています。 

 

アルミニウムプレス加工専用の潤滑剤はありますか？

はい、アルミニウムプレス加工用の潤滑剤には、特定の種類やカテゴリーがあります。長年使用されてきた従来型の潤滑剤としては、水溶性油（エマルジョン）、鉱物油系水溶性油、およびドライフィルム潤滑剤があります。 エマルジョンは、流動性の高いスタンピングプロセスを支える能力があるため、最も好まれる。 現代的な選択肢としては、VOC（揮発性有機化合物）を含まない消失型潤滑油や、再生可能な資源を原料とした水溶性油などが挙げられる。 

 

アルミニウムプレス加工における課題と解決策

前述の通り、アルミニウムのプレス加工にはスプリングバックなどの課題があります。アルミニウムは柔らかい素材であるため、穴あき、工具摩耗、焼き付きなど、さまざまな問題が発生する可能性があります。 

幸いなことに、これらの課題には通常、解決策があります。例えば、自動車用アルミニウムプレス加工潤滑剤の使用などが挙げられます。熟練したアルミニウムプレス加工会社は、プレス加工部品の品質を常に最高レベルに保つための多くの秘訣を持っています。 

金属スタンピングサービス 以下で説明するように、これらの課題に対する解決策が含まれます。 

跳ね返ります

スプリングバックとは、荷重が取り除かれた際に変形した部品の形状が部分的に回復する現象です。プレス加工は塑性変形を基本としますが、弾性変形も発生します。適切な製品設計と工程設計、そして補強ダーツの使用によって、この欠陥を解消できます。 

ダーツを硬くする

ギャリング

焼き付きとは、アルミニウム部品が工具に固着し、例えば自動車部品などに表面欠陥が生じる現象です。最善の対策は、清潔なアルミニウムプレス工具と自動車用アルミニウムプレス潤滑剤を使用することです。 

工具の摩耗

アルミニウム合金は柔らかく粘着性があるため、金型に摩耗が生じる可能性があります。高品質の潤滑剤、PVDコーティング、そしてより硬い工具を使用することで、この問題は多くの場合解決できます。 

穿孔

4XXX系アルミニウム合金は、プレス加工中に変形または収縮する傾向があります。一般的な解決策としては、平型パンチのせん断角度を避け、金型クリアランスを大きくすることが挙げられます。 

 

アルミニウムプレス加工部品の例

アルミニウムプレス加工部品の一般的な例としては、電子機器筐体、構造ブラケット、空調ダクト、自動車用遮熱板などが挙げられる。その他には、取り付け金具や照明用反射板などがある。 これらのプレス加工部品の中には、シンプルで小さいものもありますが、複数の曲げや特徴を持つものもあり、それらはすべてカスタムアルミニウムプレス加工で熟練した技術と精度で製造する必要があります。このような違いによって、 金属プレス費用. 

 

アルミニウムプレス加工部品の一般的な産業分野

間違いなく、自動車産業はアルミニウムプレス加工部品の主要分野であり、これらの部品の軽量性から大きな恩恵を受けている。 

プレス加工された自動車部品

これらの部品を使用するその他の産業としては、航空宇宙、包装、電子機器、建設、電気通信などが挙げられる。 

これらのアプリケーションの概要を表にまとめました。

業種	アプリケーション例
自動車	エンジンマウントブラケット、ボディパネル、コンポーネントストラップ、および構造補強材
航空宇宙	サポートブラケット、パネルファスナー、および取り付け金具
パッケージング	食品容器の蓋、飲料缶の蓋
ディスプレイ・電子機器関連	ヒートシンク、シャーシ部品、取り付けブラケット、ハウジング
構築	雨樋部品、空調ダクト、取り付け金具
電気通信	ジャンクションボックスカバー、コンポーネントエンクロージャー、放熱部品

 

アルミニウムプレス加工部品の一般的な表面処理

アルミニウム製の刻印は、陽極酸化処理、ブラッシング、電気めっき、粉体塗装、サンドブラスト、研磨などの表面処理を施すことができる。 以下の表は、これらの表面処理の詳細をまとめたものです。

表面処理プロセス	プロセス	目的
陽極酸化	プレス加工された部品を電解酸浴に浸す	保護用の酸化アルミニウム層を形成する
ブラッシング	研磨ベルトまたはブラシが機械的に表面を研磨する	表面の小さな欠陥を隠すために、均一なサテン仕上げにする
電気めっき	部品を金属イオンを含む電解質溶液に入れ、電流を流す。	アルミニウムの上に二次金属の層を配置する
研磨	表面を研磨するために、微細な研磨剤が付着したホイールやバフが使用される。	滑らかで鏡のような仕上がりになる
パウダーコーティング	静電気機構を用いて乾燥粉末粒子を部品に噴霧する。	耐久性のある保護仕上げを施す
サンドブラスト	砂やその他の研磨材がアルミニウム表面に噴射される。	バリ取りと洗浄を行い、つや消し仕上げにする

参考文献：

パンチング vs スタンピング

結論

アルミニウムのプレス加工は、軽量性、高強度、優れた成形性、耐食性、そして容易なリサイクル性といった特性が求められる産業において重要な役割を果たしています。アルミニウムという素材の特殊性と、加工における潜在的な課題を考慮すると、経験豊富なCNC加工会社と協力することが賢明です。

ここ当社では、最新の機械設備、熟練した労働力、そして世界クラスの生産プロセスが融合しており、他に類を見ません。ですから、 お問い合わせ そして、プレス加工されたアルミニウム部品の変貌を目の当たりにするでしょう。