銅板加工とは?詳細ガイド

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銅加工

純銅と合金銅の両方を加工できます。C101、C110、およびその他の銅のシート 板金の種類 切断、穴あけ、曲げ加工、溶接を行い、所望の形状に仕上げる。 銅 板金加工サービス 熱伝導性、電気伝導性、耐腐食性、抗菌性を必要とする製品の製造に最適です。電気バスバー、端子、熱交換器、装飾パネル、家庭用照明器具、その他様々な製品が含まれます。

この記事では、銅の加工プロセスについてさらに詳しく解説します。具体的には、加工技術、設計上のヒント、そして銅101と銅110の加工方法の比較などが含まれます。

 

銅板加工とは何ですか?

銅板加工のセットアップを示す画像

銅加工設備

これは、銅のブランクシート(またはコイル、ストリップ、プレート)をさまざまな方法で機能部品に変換するプロセスです。 板金加工技術切断、曲げ、接合、仕上げなど、様々な加工が可能です。銅は延性に優れているため、複雑な形状にも精密に成形できます。場合によっては、加工業者が銅板を焼き戻しして、性能要件に応じて成形性を調整することもあります。 

加工に適した銅板の厚さの一般的な範囲は、 0.127 mm (0.005″) ~ 6.35 mm (0.250″) あるいはそれ以上の厚さにもなります。これは板金ゲージ36~3に相当します。さらに、銅加工品から作られた部品や製品は、電気、通信、自動車、配管設備、化学処理など、さまざまな産業で幅広く使用されています。 

At プロリーンテック当社は、お客様の特定のニーズに合わせたOEM銅加工品の製造を専門としています。当社の高度な加工設備、カスタムツール、専門知識、そして豊富な経験は、お客様が銅板加工の可能性を最大限に引き出す上で役立ちます。

 

銅が板金加工に適した素材である理由とは?

銅は、その延性または展性の高さから、非常に加工しやすい材料として知られています。さらに、電気伝導性、熱伝導性、抗菌性を必要とする用途にも適しています。 

以下に、板金加工において銅を使用する最適な理由をいくつか示します。

  • 優れた成形性: 銅板の延性により、欠陥のない複雑な形状の成形が可能となる。
  • 審美的な魅力: 銅は美しい茶褐色を呈し、表面には様々な質感の仕上げを施すことができる。 
  • 抗菌: この特性により、衛生面が非常に重要な用途向けの製品製造に適している。 
  • 導電率: 銅は熱と電気の伝導性に優れているため、電気および熱関連の用途に理想的な素材です。 

 

銅101シート(C101)

銅101シートの特性を示すインフォグラフィック

銅101シート

C101は純度99.99%近い高純度銅で、酸素を含まず、その他の不純物も厳しく制限されています。この高純度は電気伝導性に非常に有利です。 しかし、その高い延性は加工硬化率を高め、一部の成形加工を困難にする。銅 板金メーカー 成形時の延性と機械的強度をバランスさせるために、シートを焼き戻しすることが多く、これはC101 H01グレードとして知られています。

C101は、接地板、高周波部品、回路遮断器、精密電極の製造に使用されます。

 

銅110シート(C110、H01、H02)

銅110シートの特性を示すインフォグラフィック

銅110シート 

銅110は銅101ほど純度は高くないものの、純度は約99.90%である。酸素(0.02~0.04%)、銀、硫黄、ニッケルなどの不純物がごく少量含まれている。銅101と比較すると、これらの微量の不純物は導電率や成形性にほとんど影響を与えない。 

したがって、C110はコスト効率が高く、入手しやすい銅板グレードであり、焼きなまし処理済みまたは半硬質焼戻し処理済みの形態で入手可能です。具体的には、C110(焼きなまし処理済み)、C110 H01、および110 H02などがあります。熱処理されたシートは、加工時のスプリングバックを抑制するのに役立ちます。 

この銅のグレードは、工業用バスバー、熱交換器チューブ、ヒートシンク、スイッチ、電気コネクタ、装飾パネルなど、電気および熱伝達関連の用途に最適です。

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銅101と銅110:違いは何ですか? 

銅101と110のシートと加工部品を示す画像

銅 101 対 110

C101とC110はどちらも純銅グレードとして知られていますが、C101は銅含有量が99.99%未満と最も純度が高いグレードです。このわずかな不純物含有量の違いが、加工性、導電率、その他の特性に影響を与えます。

以下に、銅101と銅110の比較表を示します。

プロパティ 銅101 銅110
お肌にいいもの 銅含有量約99.99%、酸素含有量ほぼ0% ~ 99.90 % の Cu、~0.04 % の O₂
伝導度 非常に高い、約100% IACS 非常に高い、しばしば約100%以上のIACS
成形性 優れた成形性、高い加工硬化性 優れた成形性
第3章:濃度 より高い強度範囲 多くの気質において、やや効力が弱い。
ベスト 純度が重要な、高性能な電気・熱応用分野。 板材加工用の汎用グレード
費用 超高純度のため、より高価になる  入手しやすく、費用対効果が高い

 

銅板金の製造工程

ローラーを使った銅板曲げ加工のクローズアップ画像

銅板の曲げ加工

他のどんなものの製造と同じように 板金の種類、 銅の加工は、詳細な設計図を作成することから始まり、次に銅板を切断し、設計図に従って成形加工を施して、ブランクシートを成形していく。

個々の手順を見ていきましょう。

  • 製作設計: サイズ、形状、特徴、組み立て方向などを図示した詳細な設計図を作成する。 
  • 銅板の切断: 大きな無地のシートは、せん断切断やレーザー切断などの技術を用いて、特定のサイズに切断される。 
  • 金属成形: 板金曲げ加工でシートを成形する工程が含まれます。 板金引抜きパンチ、またはその他の技。 
  • 接合/組み立て: 複数の銅部品を接合し、最終的な形状を作り出すために、溶接、はんだ付け、またはその他の適切な接合方法が用いられる。 
  • 後処理: 表面を滑らかにするために、ビーズブラスト、電解研磨、ラッカー塗装などの後処理および仕上げ技術が施されます。 

銅加工にはどのような種類がありますか?

5種類の異なる銅加工方法を示すインフォグラフィック

銅加工の種類

銅の加工方法としては、曲げ加工、プレス加工、圧延加工、押出加工、深絞り加工などが一般的です。これらの加工法はそれぞれ、銅の板、管、プレート、ストリップなどの形状を成形する上で独自の特性を持っています。 

以下の表は、さまざまな銅加工方法の工程、能力、および使用例をまとめたものです。 

タイプ プロセス 機能
曲げ プレスブレーキや曲げローラーを用いて、角度のついた形状や曲線形状を成形する。 厚みの柔軟性、中程度からタイトな半径、低~中程度の体積
スタンピング プレス金型やパンチを用いて、切断、曲げ、接合などの成形加工を連続的に行うこと。 効率的な大量生産、部品の複雑性、および再現性。
圧延 銅をローラーに通して厚みを減らす 長尺部分全体にわたって均一な厚み
押出加工 高温の銅ビレットを押し出しダイスに通して、長くて連続した形状の製品を成形する。 中実形状と中空形状の両方を含む、細長い形状。
深い 描画 平らな銅板を金型に押し込んで、深くくぼんだ模様を成形する。 厚み制御に優れた高深度3D形状

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銅板部品の表面仕上げ 

銅は本来耐腐食性を備えているため、加工品によっては、トリミング、ビーズブラスト、バリ取りなどの後処理だけで十分な場合もあります。しかし、滑らかで美しい仕上がりが必要な場合は、電解研磨、ラッカー塗装、その他の適切な方法で仕上げます。 

これらについてもう少し簡単に説明しましょう。 

電解研磨 

銅の電解研磨は、滑らかで光沢のある赤みがかった表面を作り出し、目を引く美しい外観と優れた耐食性を実現します。このプロセスでは、電解槽に電流を流すことで、数ミクロンの厚さの被膜を除去する電気分解プロセスが用いられます。 

ラッカー仕上げ 

銅の表面に緑がかった層ができているのに気づいたことはありますか?これは酸化によって生じる変色です。腐食を防ぐ層ではありますが、銅の美観を損なう原因となります。そのため、様々な銅製品にはラッカー塗装が施されます。透明なラッカー層が、長期間にわたって元の外観を保ちます。

 

製造性とコスト最適化のための設計のヒント 

銅加工設計のスクリーンショット

製作設計 

デザインとは、望ましい形状を生み出すための技術的な設計図を作成することだけではなく、製造可能性を考慮し、コストを削減することでもある。 製造性を最適化し、コストを削減するための設計上のヒントをいくつか紹介します。 金属加工費. 

適切な銅のグレードを選択してください

銅のグレード(C101)のシートは、純度が高いため、C110よりも高価です。したがって、必要な機能と性能を満たすためにC101を選択するようにしてください。 

設計の複雑さを最適化する

部品点数の多さ、大規模な組み立て要件、独自の幾何学的特徴の数の多さ、そしてタイトな 板金公差 これらは全て製造コストを増加させる要因となる。したがって、標準機能を活用して最適化し、組み立て工程を最小限に抑え、必要な場合にのみ厳しい公差を選択するようにすべきである。 

標準部品とモジュールを使用する 

特注の銅製品設計においては、標準化された既製のファスナー、ベアリング、ハウジング、およびサブアセンブリを使用してください。これにより、リードタイムと単位コストの削減につながります。

 

銅板加工の利点

銅は、成形性、導電性、耐腐食性、抗菌性など、さまざまな有益な特性を持つ展延性のある材料である。 

  • 銅の耐食性により、加工された部品は過酷な環境条件下でも使用できる。
  • 銅板は抗菌性があるため、医療分野をはじめとする様々な分野に適している。 
  • 銅板の成形性の高さは、メーカーが複雑な部品や製品を製造することを可能にする。
  • 製造プロセスは、 板金プロトタイピング小ロット生産から大量生産まで、生産の柔軟性を提供します。 

 

銅板加工はどのような産業で利用されていますか?

銅加工で作られた様々な工業製品を示す画像

銅加工製品

銅板加工は、電気、熱、エネルギー、発電、建築、医療など、さまざまな産業で利用されています。 

以下に、一般的な応用例をまとめました。 

  • 電気: 高い導電性を必要とする電気製品/システム向けのバスバー、コネクタ、端子、およびバスプレート。 
  • 熱伝達: 熱交換器のプレートやチューブ、ラジエーター、コンデンサー、蒸発器フィンなど、高い熱伝導率が求められる部品/製品。 
  • 配管用金物: パイプ、継手、バルブ、フラッシング、コンデンサーコイルなど 
  • 装飾品&美術品: エンボス加工を施した銅板を使用した看板やアート作品、特注のインテリアデザイン、装飾パネルなど。 
  • 医療: 抗菌性、衛生性、仕上げが重要な部品、例えばドアハンドル、診断機器部品など。 

続きを読む:

  • 鋼板加工
  • 真鍮板の金属加工

まとめ 

銅板は、特に高い導電性、耐食性、抗菌性が求められる用途において、板金加工に最適な素材です。用途に応じて、C101、C110、その他の銅グレードから選択できます。ただし、最適な結果を得るためには、高度な設備と適切な成形工程の順序が不可欠です。

製造性やコスト削減のための設計最適化でお困りの場合は、今すぐ当社のエンジニアにご連絡ください。 板金サービス 当チームはお客様の設計をレビューし、実用的な改善点を提案し、競争力のあるコストで高品質な部品を製造するお手伝いをいたします。

 

よくあるご質問

銅板にはどのような2種類がありますか?

銅板の主な種類は、無酸素銅(C101)と電解タフピッチ(ETP、C110)の2種類です。

曲げてはいけない銅の種類は?

H04焼き戻しなどの硬質で硬化処理された銅は曲げてはいけません。曲げ加工を行う際は、脆さや亀裂が生じる危険性を必ず確認してください。