板金・切削・金属加工・製罐のキャディ株式会社基礎知識加工法

板金加工とは?作業フローとメリットデメリットをチェック!

板金加工とは?作業フローとメリットデメリットをチェック!

板金加工とは?作業フローとメリットデメリットをチェック!

自動車のボディーなどの修理でよく聞く板金加工。しかし皆さんがイメージする板金加工と機械設計分野での板金加工は少し違います。

この記事では作業フローやメリット、デメリットを紹介します。

目次
  1. 板金加工の基本的な加工は切断、折り曲げ、穴あけ

  2. 板金加工とプレス加工の違いは金型があるかどうか

  3. 板金の厚みは決まっている

  4. 板金加工の作業フロー

  5. 板金加工のメリット

  6. 板金加工のデメリット

  7. まとめ

ここだけは押さえておきたい板金加工のポイント

  • 板金加工の基本的な加工は切断、折り曲げ、穴あけ

  • 複雑な形状の製品を製作することができる

  • 製作に時間がかかってしまう

板金加工とは

一般的な板金加工は自動車のボディーのへこみを修理することを指します。しかし機械設計分野での板金加工は、金属の板材を完成形である製品や形状にするために、切断や折り曲げ、穴あけなどを行なって仕上げることを指します。

金属製の板材切断

板材を切断する方法のことをせん断といいます。切断とせん断は似ていますが、少し違います。どちらも板材を切るという意味では同じですが、せん断は切断方法の中の1つなのです。板金加工の中で施される切断方法として、引っ張りや曲げ、せん断などの破壊切断があります。せん断はシャーリング(材料を分断する方法)加工などが用いられます。

参考:
シャーリング切断

金属製の板材穴あけ

製品設計上必要な形状の穴やネジの穴などをあけます。レーザー加工機やボール盤を使用して穴をあけますが、近年では技術の向上により自動化が進められる工程の1つです。

参考:レーザー加工機での穴あけ

金属製の板材折り曲げ

板材から製品にするために、折り曲げて加工する方法です。折り曲げは板金加工の中でもメインの加工になっており、様々な加工方法や技術があります。

材料が折り曲げ加工されると、外側は材料が伸ばされ内側は材料が縮小するため、加工時には技術が必要になってきます。

加工の種類はL曲げ、U曲げ、Z曲げなどがあり、製品によって使い分ける必要があるんです。

参考:折り曲げ加工

板金加工とプレス加工の違い

板金加工と似ている加工方法としてプレス加工があります。板金加工の場合は、板材を折り曲げる機械や穴を開ける汎用機を使って加工しますが、プレス加工では金型を用いて加工します。

板金加工は、設計変更などがあっても柔軟に対応できますが、プレス加工の場合は金型を用いるので柔軟な対応は難しいです。一方一旦金型を作ってしまえば、大量生産が可能になるというメリットもあります。

板金の厚みは決まっている

板金加工ができる厚みは決まっています。なぜかというと、板材が薄すぎる場合は折り曲げなどの加工を施す際に、板材がそのまま破断してしまう可能性があるからです。板材が厚すぎる場合だと、折り曲げ加工ができなかったりせん断ができなかったりします。

実際の厚みは材料ごとにJIS規格によって決まっています。国内向けの製品ならJIS規格に従って製作すれば良いですが、中国に輸出する場合は注意が必要です。中国ではJIS規格とは別に、GB規格という独自の規格があるので、最終工程を中国の工事などで行う場合は中国の規格に合わせて製作しましょう。

板金加工のフロー

ここでは、板金加工の作業の流れを紹介します。どの様な手順で、どの様な加工が施されるかを確認しましょう。

図面の展開

板金加工を施す図面は、製品を展開して1枚の板になる様に書かなくてはいけません。

これは、板金加工で製品を製作する場合、板材に折り曲げ加工などを施して製作するからです。また図面の中では、材料を曲げた時に生じる伸びや縮みを考慮して書く必要があります。

切断加工・穴加工

図面を元に板材にせん断加工や穴あけ加工を施していきます。

せん断加工では材料端は歪みが生じてしまうため、切り落とすか仕上げ処理を施さなければいけません。また穴あけ加工では、ボール盤などで穴を開けた後、加工部分にバリ(加工によって角や面がはみ出た部分)が発生しますので次工程での処理が必要です。

▶ 穴あけ加工について詳しくみる

前加工

切断加工や穴あけ加工によって、切断面や加工部分に発生するバリを取り除かなければいけません。この工程を怠ってしまうと、材料の加工部分が変形したり深い傷が残ったりして、製品として出荷することができません。

例えばバリが残っている状態で、折り曲げ加工をおこなってしまうと、バリが材料表面に押しつけられて表面に深い傷が残ってしまいます。

曲げ加工

図面を元にせん断や穴あけ加工を施された板材に折り曲げ加工を施していきます。

この工程は曲げる際に技術(力加減や角度など)が必要です。

▶ 曲げ加工について詳しくみる

溶接

折り曲げ加工で製作された板材の部品は、折り曲げ加工だけで製品となるもののほかに、折り曲げ加工が施された部分を組み合わせて製品になるものがあります。

いくつかの部品を組み合わせて製品にするには、溶接やリベットなどの接合加工が必要です。

▶ 溶接加工について詳しくみる

仕上げ

前工程の溶接などは、そのままで完成というわけではありません。溶接後はビードと呼ばれる溶接跡が残ります。ビードは除去しなくても良いですが、ビードにはスケールが被さっており、スケールは除去しなくてはいけません。

他にも製品表面を研磨したり、メッキ加工を施したりと最終的な仕上げの加工が施されます。

▶ 表面処理の製作事例をみる

板金加工のメリット

板金加工の加工方法やプレス加工との違い、作業フローなどを紹介しました。

加工方法やプレス加工との違いなどを踏まえた上で、板金加工のメリットについて紹介します。

複雑な形状の生産が可能

板金加工のメリットはプレス加工に比べて、初期費用を安く抑えることができます。プレス加工では製品を加工するために金型を準備しなくてはいけませんが、板金加工では必要ありません。板金加工では図面に応じて折りせん断や曲げ加工、穴あけなどの加工が可能です。

図面に応じて細かい加工を変えることができるので、複雑な形状の製品を生産することが可能です。

板金加工のデメリット

板金加工には、メリットだけではなくデメリットもあります。

材料に対して加工を施していく上で、デメリットもしっかり考慮していきましょう。

生産の時間

メリットでは複雑な形状の製品を生産可能ということを挙げました。

しかし、デメリットとして製品を製作する上で時間がかかってしまうというのが挙げられます。プレス加工だと金型があるので、同じ型のものなら短期間に大量生産が可能です。

板金加工の場合は、金型がないので一つ一つ製作していくことになり、とても時間がかかってしまうのです。

まとめ

板金加工の基本的な加工や作業フロー、メリットやデメリットを紹介しました。

切断、折り曲げ、穴あけを基本的な加工として、ほかにも溶接や仕上げなどたくさんの工程があります。

メリットでは複雑な形状の製品を製作することができますが、その裏返しとしてデメリットでは製作に時間がかかってしまうということが挙げられました。

加工方法を選定する際は、メリットやデメリット、材料の材質など様々なことを考慮して選定しなければいけません。

こちらのページでは、弊社の板金加工の製作事例をご確認できますので、ぜひご覧ください!

▶ 板金加工の製作事例

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