「製造プロジェクトには、多様な材質からさまざまな厚さまで、さまざまな種類の板金が利用できます。どれが必要かは、プロジェクトの要件によって完全に異なります。」
多くの金属や合金は、通常、シートの形で入手可能であり、それぞれがさまざまな製造プロセスで役立ちます。材料の選択は、成形性、溶接性、耐腐食性、強度、重量、コストの観点から、最終部品の特性によって異なります。冷間加工プロセスにより、メーカーはいくつかの技術を使用して薄い金属シートからさまざまな部品を作ることができます。これは、非常に柔軟なプロセスであり、 シートメタル製作、そしてそれはスプライシングを含みます、 板金せん断、リベット留め技術などです。板金シートにはさまざまな種類があり、通常は厚さが 6 mm 以下です。この記事では、最も一般的な板金シートの種類、その特徴、および製造業における用途について説明します。
板金とは
圧延板金
板金は世界中の数多くの製造工程において不可欠な要素であり、薄く平らな部品やコイル状に成形されるのが特徴です。まず、金属を溶融して液状化し、それを長方形の鋳型に流し込んで固化させます。その後、得られた塊（インゴット）を酸洗処理します。酸洗処理とは、化学溶液を用いて金属を洗浄する工程です。次に、インゴットを2つの大きなローラーを備えたプレス機にセットし、必要な厚さにまで圧延します。
この段階では、金属を溶かすのではなくその特性を変化させる加熱処理である焼きなましが必要になる場合があり、さらに別の酸洗処理が必要になる場合もあります。必要な厚さに成形された金属板は、平板またはコイル状で供給され、 鋼板金属加工, 真鍮金属加工, 銅板金 分野の様々なアプリケーションで使用されています。
板金は、切断、曲げ、圧延、打ち抜き、成形など様々な形状に加工される準備段階を経て、金属加工および製造工程において不可欠な構成要素となります。板金加工とは、材料を除去することなく、力を加えて形状を変えることで板金の形状を変化させる工程です。さらに、平滑な板金は、エンボス加工、エッチング、リブ加工、波形加工、穿孔などの技術によって、特定の質感や機能性を持たせることができます。
板金の種類は厚さによって定義できます。箔のように薄いものから、構造用鋼板のように厚いものまであります。工業用板金は、 1 / 64〜1 / 4インチ 厚さは、米国ではゲージ、他の多くの国ではミリメートルまたはミルで測定される。
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板金の種類
板金加工工程で一般的に使用される材料には、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、チタン板、および 軟鋼加工、 用途に応じた強度、耐食性、成形要件に応じて異なります。
ステンレス鋼板金
成形性に優れたステンレス鋼
ステンレス鋼板はさまざまなグレードがあり、精密板金加工のさまざまな用途に使用できます。オーステナイト系 ステンレス鋼の製作SS300シリーズと同様に、非磁性でクロムとニッケルを含まず、炭素含有量が低いため、主に板金加工に使用されます。成形性と耐食性に優れていることで知られており、最も人気のあるグレードです。
フェライト系ステンレス鋼は磁性があり、熱処理はできません。クロムを11～30%含み、ニッケルはほとんど、あるいは全く含まず、通常は400系に分類されます。海洋環境や構造物の外観が重要な場合など、高い耐食性が求められる非荷重支持用途に使用されます。一方、マルテンサイト系ステンレス鋼は、ニッケルを含まないクロム鋼で構成され、熱処理によって様々な硬度と強度が得られるように作られており、耐食性も備えています。
冷間圧延鋼
冷間圧延鋼は、熱間圧延された後に圧延機に通されて、成形作業に適した状態にされた鋼の一種です。1008 合金と 1018 合金があります。
プレメッキ鋼
溶融亜鉛めっき鋼と溶融亜鉛めっき鋼は、めっき前の鋼材の2種類で、鋼材に亜鉛めっきを施した後、溶融亜鉛めっき鋼の場合はさらに焼きなまし処理を施します。亜鉛めっきとは、鉄の表面に薄い亜鉛の層を塗布して錆を防ぐ工程であり、焼きなましとは、材料の構造を変化させて機械的特性や電気的特性を向上させ、硬度を下げて延性を高め、加工しやすくする熱処理工程です。
工具鋼
工具鋼は非常に有用で強度の高い材料で、通常、炭素含有量は約 1 パーセントです。工具鋼の具体的な成分とそれらの成分の割合は、用途の種類によって異なります。工具鋼は耐摩耗性と高温での高性能を特徴とし、パンチ、ダイ、ブレード、ハンマーなどの工具の製造に使用されます。
亜鉛めっき鋼
亜鉛めっき鋼板には、電気亜鉛めっき鋼板と溶融亜鉛めっき鋼板の2種類があります。電気亜鉛めっき鋼板は、冷間圧延された焼きなまし鋼に、亜鉛スパングルのない純亜鉛めっきを施したものです。一方、溶融亜鉛めっき鋼板は、冷間圧延された硬質鋼板に、純亜鉛と鉄亜鉛合金を組み合わせためっきを施したものです。こちらは電気亜鉛めっき鋼板よりも耐食性に優れており、価格も比較的安価です。
アルミ板金
アルミ板金
アルミ板金 高い強度対重量比と固有の耐食性により、製造業で広く使用されており、ほとんどの用途を満たしている。通常、Al1100グレードは耐食性に優れ、成形しやすい。また、熱伝導率と電気伝導率も高いため、送電線や電力網での使用に適している。
3003グレードは中強度で成形性に優れた合金で、熱交換器や調理器具に使用されます。5052グレードと6061グレードのうち、前者はより一般的です。 シートメタル製作 強度、成形性、溶接性、耐食性に優れているため、6061グレードは構造用合金として、押出成形品や、トラックや船舶のフレームなどの高強度用途に使用されています。
銅/真鍮板金
銅板
銅板と真鍮板は、それぞれ特性が異なるため、どちらも独自の用途があります。亜鉛含有量の少ない真鍮は、冷間成形、溶接、ろう付けが容易です。一方、銅板は亜鉛含有量が高いため、酸化皮膜（緑青）を形成しやすく、腐食が進行しないため、建築物や消費財などの用途において望ましい外観が得られます。
チタン板金
チタン板金
チタン板金とは、強度重量比が高く耐食性に優れた金属であるチタンを薄く平らに成形したものを指します。これらの板金は、熱間圧延、冷間圧延、粉末冶金などの製法によって製造されます。
チタン板は、その特性が高く評価され、航空宇宙、自動車、医療、海洋産業など幅広い分野で利用されています。強度、耐熱性、人体との適合性といった特性から、航空機のフレーム、エンジン部品、人体用インプラント、船舶製品などの製造に用いられています。
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板金用途
板金は冷間加工工程で加工され、成形、接合、リベット留め、切断、せん断などの工程が含まれます。金属の厚さは通常 6 mm 未満です。ただし、特にラピッドプロトタイピングの分野での技術の進歩により、金属板の厚さは変化しています。
カスタマイズされた金属ブラケット
用途としては、板金タイプは軽量で耐腐食性があり、ハードウェアや留め具に適しているため、カスタム ブラケットやさまざまな部品の製造に不可欠です。また、ケース、ボックス、U 字型や L 字型、ラック マウント、コンソールなどのさまざまな形状の製品デバイス パネルを経済的に製造する方法も提供します。さらに、板金は、大規模なテスト マシンから小型のハンドヘルド ガジェットまで、電気機械制御を囲むシャーシの構築に最適であり、シャーシ内の穴パターンとコンポーネントの完璧な位置合わせを実現します。
工業用途では、板金は多くの業界で幅広く使用されています。たとえば、電子機器や照明業界では、エアコン、ラップトップ、ラジオなどの部品の製造に板金が使用されています。同様に、自動車業界や航空業界では、車両のボディ部品の製造に板金が使用されており、今日の業界でこの材料がいかに重要であるかがわかります。
どの板金がより適切かを判断するのに役立つ手順
板金を選択する際、金属の種類は最も重要なステップです。考慮すべき重要なポイントがいくつかあります。これには以下が含まれます。
硬さ： 金属板を表面に押し付けて硬くすることができない理由は、その硬さによって決まります。考慮すべきタイプは 3 つあります。ブリネル、ビッカース、ロックウェルです。プロジェクトに応じて、特定の要素の正しいタイプを選択する必要があります。
引張強度： 板金を選択する際には、金属の引張強度を考慮することが重要です。この特性は、金属板が引張応力に耐える能力を示し、金属の強度の尺度となります。
最高温度： このパラメータは、金属が長期的に耐えられる最高温度と最低温度の平均を示します。温度の変動は、金属板の電気抵抗率に大きな影響を与える可能性があります。
可鍛性： 金属板の種類の可鍛性も重要です。主に、作業中のプロジェクトと、金属板を必要な形状に成形するのがどれだけ簡単かによって決まります。金属板は、薄い板状に曲げたり丸めたりできるほど柔らかくなければなりません。
伸び率: 最後に、伸び率はサンプル材料と破断後の寸法の比率を示します。この比率は、破断する前に金属板が曲げたり形を変えたりする能力を指定します。プロジェクトの曲げや形作りに適した伸び率の金属板を選択してください。
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