アルミニウム加工とは？プロセスの包括的なガイド

主要アルミニウム加工工程

アルミニウムは、多くの方法で切断・成形することができる。プロセスの選択は、部品の形状、サイズ、最終用途によって異なります。

切断方法

切断は、未加工のアルミニウムを加工可能なサイズまたは最終部品に成形します。それぞれの方法は、異なる部品の厚さ、エッジの品質、生産速度に適しています。

共有

シャーリングは、まっすぐな刃でアルミニウム板を切断します。迅速でコスト効率が高い。薄板から中板のシンプルで直線的な切断に最適です。熱を加えないので、エッジは歪みが少なく、きれいなままです。

レーザー切断

レーザー切断 は、集束した光ビームでアルミニウムを正確に切断します。薄い板から厚い板まで対応し、滑らかで正確なエッジを作ります。複雑な形状や細かいパターンに最適です。ただし、反射性のアルミニウムは、ビームの跳ね返りを避けるために適切なセットアップが必要です。

プラズマ切断

プラズマ切断 は、イオン化したガスを噴射して金属を溶かし、吹き飛ばす。レーザーよりも厚いアルミニウムを扱えるが、エッジは粗くなる。重量のある部品や、精度よりもスピードが優先される場合によく使用される。

ウォータージェット切断

ウォータージェット切断 高圧水と研磨粒子を利用してアルミニウムを切断します。熱を加えずに切断するため、金属が反ったり変色したりすることはありません。切断速度は遅いですが、厚みのある複雑な部品や熱に弱い用途には効果的です。

成形技術

成形は、材料を除去することなくアルミニウムを成形します。力、金型、工具を用いて金属の形状を変化させます。それぞれの方法は、異なる部品サイズと体積に対応しています。

プレスブレーキ曲げ

プレスブレーキ曲げ は、パンチとダイを使用して、アルミニウム板に直線状の曲げ加工を施します。正確で再現性が高い。パネル、エンクロージャー、ブラケットに最適です。ほとんどのアルミニウム等級はよく曲がりますが、曲げ半径は合金と厚さに合わせる必要があります。

チューブ曲げ

チューブ曲げ加工は、中空のアルミチューブを折ったり平らにしたりすることなく成形します。形状を保持するためのマンドレルやダイスが必要です。フレーム、ハンドル、流体システムなどに使用されます。適切なセットアップにより、曲げ加工中のしわやつぶれを防ぎます。

ロールフォーミング

ロール成形は、アルミニウムを一連のローラーに通し、長くて均一な形状を作ります。各ローラーは、形状にわずかな変化を加えます。この方法は高速で、チャンネル、レール、トリムピースを大量に生産するのに理想的です。

スタンピング

スタンピング は、プレス機と金型を使って、平らなアルミニウム部品を打ち抜いたり、曲げたり、成形したりします。スピードが速く、薄い板に最適です。スタンピングは、カバー、ハウジング、ブラケットに使用されます。高速で大量生産が可能です。

押し出し

押し出し は、熱したアルミニウムを成形した金型に押し込んで、一定の断面を持つ長尺材を製造する。その結果、強度が高く、軽量になる。代表的な用途には、構造フレーム、ヒートシンク、トリムなどがあります。押出成形された部品は、室温まで冷却した後、切断や機械加工が可能です。

接合と組み立て

接合は、別々のアルミニウム部品を組み合わせて完成品アセンブリにします。それぞれの方法は、強度、スピード、コストにおいてトレードオフの関係にあります。

溶接方法

アルミニウム溶接 には熟練と清浄な表面が必要である。溶接前に酸化膜を除去する必要がある。

TIG溶接は、きれいで強固な接合部を実現する。薄い素材や、きれいな仕上げが必要な部品に使用される。MIG溶接はより速く、厚い部分に適している。どちらも、ひび割れや気孔の発生を防ぐため、適切な充填材と設定が必要である。

リベット留め

リベット とネジは、熱を加えることなく部品を接合します。熱を加えることなく、簡単に接合でき、金属の形状を変えることもない。この方法は、後で分解する必要がある部品に適している。また、混合素材の接合にも有効です。

ファスナーは筐体、フレーム、電子機器に広く使用されています。穴が必要ですが、熱による歪みのリスクはありません。

接着剤による接合

接着剤は、穴や熱を加えることなく、表面全体に強力な結合を作り出します。荷重を均等に分散し、継ぎ目を密閉します。

ボンディングは、電子機器、パネル、航空機部品によく見られる。表面はきれいで平らでなければならない。接着剤の中には、振動や騒音を抑えるものもあります。

アルミニウム加工

機械加工は、材料を除去して正確な形状や特徴を作り出します。アルミニウムの機械加工は簡単ですが、問題を避けるためには適切な工具と速度が必要です。

フライス加工

フライス加工 回転カッターを使用して、平らな面や輪郭のある面を成形する。溝、ポケット、穴、プロファイルに使用される。アルミニウムは速く切れるが、工具に付着することがある。鋭利な工具とクーラントを使用すると、きれいな仕上がりになります。

旋回

旋回 切削工具で材料を除去しながら、旋盤で部品を回転させる。ブッシング、シャフト、スペーサーなど、円形または円筒形の部品を加工する。適切な送り速度と鋭利なチップにより、滑らかな仕上げが保証される。

掘削

ドリルでネジ、リベット、配線用の穴を開ける。アルミニウムのドリルは簡単だが、ビットを詰まらせることがある。高速度鋼や超硬ビットを使うとよい。クーラントやエアーは、切りくずをきれいに保ち、熱の蓄積を防ぐ。

研削

研削は、表面を平滑にしたり、仕上げます。厳しい公差や繊細な仕上げのために、少量の材料を取り除きます。アルミニウムは、しみや目詰まりを防ぐため、柔らかい砥石と穏やかな圧力が必要です。

放電加工（EDM）

EDMは電気火花を使って金属を侵食する。時間はかかるが正確。通常の工具では届かない狭い形状や深いカットに使用される。焼き入れや厚いアルミ部品に最適。

表面仕上げオプション

仕上げは、部品の外観、耐久性、耐食性を向上させます。また、塗装や接着のために表面を整えます。

陽極酸化処理

陽極酸化処理 は表面に保護酸化物層を形成します。これによりアルミニウムはより硬くなり、摩耗や腐食に対する耐性が高まります。仕上げは透明または着色されます。電子機器、工具、屋外用部品によく使われています。

パウダーコーティング

パウダーコーティング 電荷を帯びた乾燥塗料を塗布する。部品は焼き付けられ、塗膜は滑らかで強固な層に溶ける。厚く、耐久性があり、多くの色がある。パネル、フレーム、消費者向け製品に使用される。

サンドブラスト

サンドブラストing 研磨粒子を使用して材料の表面を粗くすること。汚れや古いコーティングを除去し、塗装や接着のためのテクスチャーを加える。

研磨

研磨 はアルミニウムを滑らかにし、光沢のある仕上がりにします。看板やトリム、ディスプレイ部品など、外観が重要な場合に使用されます。