ステンレス鋼のスタンピング：プロセス、合金、および用途

金属スタンピングは、ダイプレス工具を使用して複雑な板金部品を大量に生産できる重要な製造技術の 1 つです。さまざまな金属や合金に使用できますが、ステンレス鋼は一般的なものの 1 つです。 

ステンレス鋼のプレス加工部品を製造または注文する場合、材料特性を理解し、 スタンピング材料プレス加工機構、カスタマイズオプション、および生産コストは、望ましい結果を達成するために不可欠です。

この記事では、ステンレス鋼のプレス加工における主要な側面、すなわち材料の選定、段階的な工程、様々な産業における用途、そして複雑な部品を製造する際の実際的な考慮事項について解説します。

 

ステンレス鋼のスタンピングとは何ですか? また、どのように機能しますか?

ステンレスシートのスタンピング設備

ステンレス スタンピングは、ブランク シートを設計部品や製品に変換する板金加工技術であり、ステンレス材料に特化したスタンピングです。切断、曲げ、成形、ヘミング、その他の必要な操作を実行する金型とプレス機構を使用します。一方、スタンピング用のステンレス シートの一般的な厚さの範囲は 0.5 ～ 3 mm です。

金属プレス 多用途で耐久性があり、コスト効率に優れています。自動車、医療、産業用ハードウェア、電子機器、航空宇宙などの業界では、精密で強度の高いステンレス部品にこれを使用しています。

以下にその仕組みを説明します。

スタンピングの主な原理は、ダイとプレスを使用してシートを希望の形状に変形することです。スタンピング ダイにはパンチとダイ キャビティが含まれ、プレスが下降して金属シートをキャビティに押し込み、複数の操作を実行します。 

金属プレス加工の仕組み 

パンチがシートに接触すると、材料が再分配されて端部、曲線、または複雑なパターンが形成され、ダイキャビティはシートを支えて不要な歪みを防ぎます。

 

ステンレス鋼のスタンピングプロセス：ステップバイステップ

基本的な動作原理を説明した後、個々の手順を簡単に説明して、 ステンレス鋼板にスタンプを押す方法。 

金型設計と製作

スタンピングダイの設計

まず、製造する部品の寸法と幾何学的特徴に従ってスタンピング ダイを設計します。また、製造可能な許容範囲と複雑さを設計にラベル付けします。製造には、多軸 CNC 加工、レーザー切断、EDM、およびマイクロ加工技術を使用できます。  

さらに、パンチやプレスからの過度の変形力に耐えられるように、金型には高強度で強靭な材料を使用することも不可欠です。たとえば、超硬合金や高速度鋼などです。

シートブランキング 

スタンピング用ステンレスブランク 

スタンプする部品の全体の断面積に基づいて、ステンレスシートを小さな断片に切断します。部品ごとに個別のブランクが必要です。これには、せん断切断またはファイバーレーザー切断を使用できます。ただし、レーザーはより正確で、許容誤差は ±0.005 であり、大量のブランクを切断するのに適しています。

スタンピング工程のセットアップ 

板金プレス加工設備 

セットアップ段階では、 金属プレス金型 スタンピング マシンにパンチをセットし、パンチの位置を合わせます。また、コントロール パネルにトン数、ストローク長、速度などのパラメータを入力する必要があります。さらに、表面の過度の摩擦や微小摩耗を避けるために、適切な潤滑剤を塗布する必要があります。

 

ステンレスシートブランクの装填 

シートをスタンピングダイに装填する 

セットアップ後、手動または自動フィーダーを使用して、ブランク シートをダイ キャビティ (パンチがその上に配置) の上にロードします。高度な装置には、キャビティ上のシートの正確な配置を保証するセンサーとフィードバックが含まれています。 

プレスとパンチによる力の適用

パンチング プレスは油圧式または機械式で、ステンレス シートに制御された力を加えて、切断、曲げ、絞り、穴あけ、引き伸ばしなどにより、シートを目的の形状に変形します。これらの複数の操作は 1 サイクルで実行できるため、金属加工においてスタンピングが非常に特別なものとなっています。

部品の排出と後処理 

スタンピングが完了したら、ステンレス鋼部品を金型から取り出し、精度を向上させ、鋭いエッジを除去するために、バリ取りやサンディングなどの後処理操作を行います。その後、外観と環境からの保護のために、電気メッキ、粉体塗装、塗装などの仕上げ技術を適用できます。 

通常、部品は最初に大量に打ち抜かれ、その後、後処理と表面仕上げが行われます。

 

ステンレス鋼のスタンピングは他の金属成形プロセスとどう違うのでしょうか?

主な違いは、スタンピングでは、複雑なアイテムを形成するために単一の生産サイクルで複数の金属成形プロセスが実行されるのに対し、一般的な成形プロセスでは単一の操作が処理されることです。たとえば、曲げでは曲げ角度と曲率しか作成できません。 

そのため、ステンレス鋼のスタンピングでは、複数の成形段階が不要になり、金型とプレスを介して 1 サイクルで成形できます。また、スクラップ材料も削減されます。ただし、スタンピングでの設計の調整は難しく、最初に金型を変更する必要があります。 

 

スタンピングに使用されるステンレス鋼の種類

延性は、スタンピング プロセスにおける特定のステンレス グレードの成形性を決定する重要な特性です。304 グレードや 316 グレードなどのステンレス グレードは、面心立方 (FCC) 結晶構造のため成形性が高く、ひび割れなく大きな変形に耐えることができます。

オーステナイト系ステンレス鋼

オーステナイト系ステンレス鋼 (301、304、316) は、スタンピング プロジェクトで最も一般的なグレードです。耐腐食性、成形性、溶接性に優れています。 

これらの鋼には非常に高いレベルのクロム (16 ～ 26%) とニッケル (6 ～ 22%) が組み込まれており、316 および 304 ステンレス鋼の打ち抜き部品は食品、医療、化学処理の用途に適しています。

フェライト系ステンレス鋼

このタイプのステンレス鋼には約 10.5 ～ 27 % のクロムが含まれており、スタンピングでは 430 が最も一般的なフェライト グレードです。430 はより経済的ですが、オーステナイト タイプよりも耐食性が低くなります。さらに、成形性が低いため、車両トリム、家電製品のコンポーネント、産業用ハードウェアなどの単純なスタンピング操作での使用が制限されます。

さらに、以下の表はステンレス鋼のスタンピンググレードのさまざまな特性を比較したものです。 

ステンレス鋼タイプ	成形性	耐食性	第３章：濃度	費用
301	ハイ	グッド	高（加工硬化）	穏健派
304	すごく高い	素晴らしい	穏健派	低から中程度
316	ハイ	優れた	穏健派	ハイ
420	ロー	穏健派	非常に高い（熱処理済み）	穏健派

（上記のリストは、あなたの選択に限定されません スタンピング材料; 他のグレードも刻印可能です。Boda では、金属刻印の要件を満たす 10 種類以上のステンレス鋼を取り揃えています。 

 

ステンレス鋼の打ち抜き部品の一般的な用途

ステンレス製スタンプ部品 

強度、靭性、耐腐食性、食品および医療との適合性、耐久性、複雑な形状の成形、魅力的な美観は、ステンレス鋼のスタンピング部品の主な利点です。そのため、ステンレス鋼のスタンピング部品は、さまざまな産業分野に適用されます。 

自動車産業

車のフェンダーの刻印

材料特性とプレス加工の複雑さにより、自動車部品は強度と耐腐食性を兼ね備えたものになります。 自動車金属スタンピング 部品は;

• 排気系部品
• ブラケットとマウント
• シートフレーム
• 熱シールド
• センサーハウジング

航空宇宙産業

航空宇宙用スタンピング

ステンレスシートのスタンピングにより、過酷な環境条件下でも機能する軽量かつ高強度の航空宇宙部品が製造されます。 

• 航空機部品およびファスナー
• エンジンマウント
• 燃料系部品
• 航空機の翼部品
• 油圧系部品
• 熱交換器

医療産業

医療用スタンプ 

ステンレス 304 は、生体適合性、安定性、衛生性に優れているため、主に医療用スタンピング用途に適しています。 

• 医療機器部品およびハウジング
• 歯科用ツール
• MRI装置部品
• 手術器具
• 埋め込み型デバイス

家電

金属刻印ラップトップヒンジ

電子機器業界向けの、洗練された耐久性と耐腐食性を備えた以下の部品と製品は、ステンレススタンピングで製造されています。 

• スマートフォンフレーム
• ノートパソコンのヒンジ
• 充電器コネクタ
• ウェアラブルデバイスのケース
• カメラのコンポーネント
• ヒートシンク

産業機械 

スクラップコンベア 

いくつかの複雑な産業機械部品は、ステンレス鋼の打ち抜き加工プロセスを使用して製造されています。打ち抜き加工された部品は、高いストレスと過酷な動作条件下でも機能します。 

• ギア、バルブ、継手
• ポンプ、モーター、その他のコンポーネントまたはシステムケース
• コンベアシステム部品
• 油圧シリンダー 

 

ステンレス鋼のプレス加工における許容範囲と品質管理

打ち抜き加工されたステンレス鋼部品には、バリや鋭いエッジ、場合によっては表面の欠陥が発生することが多く、検査と品質管理が不可欠です。

ステンレススタンピングの許容差

打ち抜き加工されたステンレス部品の直線寸法の一般的な許容範囲は±

0.005 ～ 0.010 インチ (0 ～ 127 mm) で、全体のサイズに大きく影響されます。 

下の表はステンレススタンピング部品の許容差を示しています。

次元	公差
エッジツーエッジ、片面	± 0.002 インチ
エッジからホールまで、単一表面	± 0.002 インチ
穴から穴、単一表面	± 0.002 インチ
エッジ/穴まで曲げ、単一サーフェス	± 0.005 インチ
エッジからフィーチャ、複数の表面	± 0.015 インチ
オーバーフォーム部品、複数の表面	± 0.015 インチ

さらに、延性、引張強度、木目方向、スタンピング速度、スタンピング装置の能力が、スタンピングされたステンレス鋼部品の許容誤差に影響します。 

ステンレススタンピングにおける品質管理 

ステンレスの打ち抜き部品の品質を管理するために、さまざまな検査方法が適用されます。品質管理プロセスで、打ち抜き部品に欠陥が見つかった場合、それらの部品はその後の加工ステップから除外されます。 

プレス部品のCMM測定

4 つの主要な品質管理プロセスは次のとおりです。 

• 表面欠陥を特定するための目視検査
• 座標測定機（CMM）による寸法精度検査。
• Ｘ線非破壊検査装置 
•  ステンレス材料の冶金試験

 

カスタムステンレス鋼スタンピング：ニーズに合わせた部品のカスタマイズ

スタンピングでは、ダイとパンチプレスの設定をカスタマイズしてステンレス鋼部品を作成できます。ダイパンチツールは、曲面、穴と切り抜き、リブ、曲げ、複雑な 3D 輪郭など、さまざまなカスタム機能を組み込むことで設計および製造できます。 

カスタムステンレス刻印部品

カスタム ツールは、打ち抜き部品の製造に必要な複数の板金操作 (切断、曲げ、成形、穴あけなど) を処理できる必要があります。 

Bodaでは、 金属プレス加工サービス ステンレス鋼やその他の材料向け。当社の自動 CNC スタンピング マシンは、カスタマイズに柔軟に対応できる複雑な部品を生産できます。当社のエンジニアは、設計支援、ツール、生産戦略など、プロジェクトの最初からお手伝いします。  

 

まとめ 

ステンレス鋼のスタンピングは、切断と複数の成形操作を組み合わせることで、板金部品の生産を効率化します。ダイとパンチプレスが連携して、ロードされたステンレス鋼板ブランクを設計どおりの形状に変形および成形します。スタンピング プロジェクトには、成形性に優れたステンレス鋼 301、304、316 などのグレードを使用できます。 

 

よくあるご質問 

ステンレスプレス加工とは？

ステンレス板を金型とパンチでプレスして必要な形状に加工する製造工程です。スタンピング加工により、さまざまな分野で耐腐食性と耐久性に優れた製品が製造されます。 

スタンピングに使用される最も一般的なステンレス鋼の種類は何ですか?

スタンピングに使用される最も一般的なステンレス鋼の種類は、オーステナイト合金 304、316、301、420、および 430 です。 

ステンレス鋼のスタンピング工程とは何ですか?

スタンピングでは、ステンレス鋼板をスタンピング プレスに送り込み、金型とパンチで一定の力で材料を成形します。金型の設計に従って、打ち抜き、穴あけ、曲げ、成形を実行します。

ステンレス鋼のスタンピングで高精度を確保するにはどうすればよいですか?

ステンレスのスタンピングで高精度を実現するには、高品質の金型を使用し、厳格なプロセス制御を維持し、CNC スタンピング プレスなどの高度な機械を適用します。

ステンレスの打ち抜き部品はカスタマイズできますか?

はい、ステンレス鋼の打ち抜き部品は、形状、サイズ、仕上げ、穴、曲げ、エンボス加工などの機能を完全にカスタマイズできます。お客様のニーズに合わせたソリューションを提供する部品を作成できます。