金属加工は複雑です。多くのエンジニアやデザイナーは、プロジェクトに適した技術を選ぶのに苦労しています。その結果、遅延やコスト増、劣悪な結果につながることも少なくありません。しかし、正しい知識があれば、十分な情報に基づいた決定を下し、最適な結果を得ることができます。

ピアス、パンチング、ブランキングは、3 つの主要な金属加工技術です。各方法には、独自の特徴と用途があります。ピアスは、材料を削ることなく穴を開けます。パンチングは、金属板から形状を切り出します。ブランキングは、大きな板から個別の部品を作成します。

それぞれのテクニックを詳しく見ていこう。それぞれの工程、利点、理想的な使用例を取り上げます。この情報は、あなたの金属加工プロジェクトにおいて、より良い決断を下す助けとなるでしょう。

ピアス vs パンチング vs ブランキング

金属切削加工の基本

ピアスとは?

ピアスは 金属加工技術 シートメタルに穴を開ける。パンチを使って材料を貫通させ、金属を取り除くことなく開口部を形成する。この工程では材料がずれるため、穴の縁にわずかな膨らみができることが多い。

ピアス加工は、薄いシートに小さくて精密な穴を開けるのに適している。自動車や電子機器などの産業でよく使われている。

パンチングとは何か?

パンチング は、シートメタルから特定の形状を切り出すことを含む。パンチプレスは、工具を材料に押し込んで所定の形状を作り出す。切り出された部分はスラグと呼ばれ、通常はスクラップとして廃棄される。

この技術は、繰り返し可能な形状を素早く作ることに優れています。一貫した特徴を持つ部品を大量生産するのに理想的です。

ブランキングとは?

ブランキング は、大きな金属板から希望の形状を切り出す工程である。打ち抜きとは異なり、ブランキングで切り出された部分は完成品であり、スクラップではない。残ったシートは廃材となる。

この方法では、きれいなエッジを持つ平らで均一な部品ができる。同じパーツを大量に作るのに非常に効率的です。

ピアス、パンチング、ブランキングの仕組み

金属加工におけるピアスのメカニズム

ピアッシングは精密な作業です。その仕組みはこうだ:

  1. ポンチと呼ばれる鋭利な工具が金属板の位置を合わせる。
  2. パンチは力強く下方に動く。
  3. 金属を貫通し、小さな穴を開ける。
  4. 余分な金属(スラグ)は、下にあるダイスを通って落ちる。

この工程は素早く、繰り返し行える。一度の作業で複数の小さな穴を開けるのに最適です。

金属加工におけるパンチングのメカニズム

パンチングもピアッシングと似たような原理だが、規模が大きい:

  1. プレス機にセットされたパンチとダイ。
  2. 金属シートはその間に配置される。
  3. パンチはかなりの力で打ち下ろす。
  4. それは金属を押し通し、開口部を作る。
  5. パンチが引っ込み、目的の穴が残る。

パンチングによって様々な形状を作り出すことができる。ポンチとダイが最終的な形状を決定する。

金属加工におけるブランキングのメカニズム

ブランキングは、金属板から形状全体を切り取る:

  1. 特注の金型をプレス機に取り付ける。
  2. 金属板がプレス機に送り込まれる。
  3. ダイスは勢いよく振り下ろされる。
  4. 金属を切断し、目的の形状に切り離す。
  5. 切り取ったものが完成品になる。

ブランク加工は、切り出した部分にきれいなエッジを作ります。残ったシートメタルはスクラップになる。

CNCパンチング

主な違いを比較する

材料除去:ピアシング vs パンチング vs ブランキング

この比較ではピアスが際立っている。シートから材料を取り除くのではない。その代わり、金属をずらして開口部を作ります。このプロセスにより、穴の縁がわずかに変形することがある。

パンチングとブランキングはどちらも材料を除去する。パンチングでは、取り除かれた部分はスクラップである。残された穴が望ましい結果です。ブランキングはこの概念を覆します。取り除かれた部分が完成品となり、残ったシートは廃棄またはリサイクルされます。

穴の形状とサイズピアス vs パンチング vs ブランキング

ピアスは一般的に、より小さくシンプルな穴を開ける。丸い穴が多いが、四角やその他の基本的な形もある。他の方法と比べると、大きさの範囲は限られている。

打ち抜き加工は、形やサイズに多様性がある。単純な円形から複雑なデザインまで、様々な形を作り出すことができる。サイズの幅はピアスより広いが、設備による上限がある。

ブランキングは、穴ではなく、切り取られた部分に焦点を当てます。パンチングよりも大きな形状を作ることができ、部品全体ができることも多い。残された「穴」は、基本的に希望する製品のネガティブ・スペースとなる。

ダイとパンチの構成:それぞれの違いは?

ピアスでは、金型を使わないシンプルなパンチを使用する。工具の設計が穴の形状を決定する。このシンプルさが、素早いセットアップと変更を可能にします。

パンチングには、マッチしたパンチとダイのセットが必要です。パンチはダイの開口部から材料を押し出します。この構成により、正確できれいなカットが可能になりますが、セットアップに時間がかかります。

ブランキングもパンチ・アンド・ダイ方式を採用している。しかし、ダイの開口部は、完成部品を収容するために、しばしば大きくなります。パンチとダイの間のクリアランスは、ブランクのきれいなエッジを達成するために非常に重要です。

力の応用:ピアス、パンチング、ブランクのバリエーション

ピアスは、狭い範囲に集中的な力を加える。パンチは穴が開くポイントに直接圧力をかけます。この集中した力により、材料を効率的に貫通させることができます。

パンチングは、力をより広い範囲に分散させる。パンチは、希望する形状の輪郭全体に沿って圧力を加えます。この力の広がりにより、より複雑な形状をきれいに切断することができます。

ブランキングは、3つの方法の中で最も大きな力を必要とする。ブランクの全周にわたって素材の抵抗に打ち勝つ必要があり、シートの全厚みを剪断するのに十分な力が必要です。

スピードと精度:比較分析

ピアス加工は、小さな穴に対して高速かつ高精度を提供します。複数の単純な開口部を持つ部品の迅速な生産に最適です。

パンチングはスピードと精度のバランスがとれている。複雑な形状を素早く正確に作ることができる。

ブランキングは、特に大きな形状や複雑な形状の場合、時間がかかることがある。しかし、完成品の精度は抜群です。

材料の強度と耐久性への影響

ピアスは穴の周りの材料をわずかに弱める。金属の変位によって応力点が生じるからだ。しかし、薄板の場合、この影響はほとんどありません。

パンチングによって穴の縁に変形が生じることがあります。これは、その部分の材料の強度に影響を与える可能性があります。

ブランク加工は一般的に、材料強度への悪影響が最も少ない。完成したブランクは、その構造的完全性を保持します。

クイック比較表

ピアス、パンチング、ブランキングの簡単な比較表です:

アスペクト ピアス パンチング ブランキング
材料除去 除去せず、材料を置換する 材料を除去、穴は製品 材料を取り除き、切り取ったものが製品
形状とサイズ 小さくシンプルな形 様々な形とサイズ 大きな形状、フルパーツ
ダイとパンチ シンプルなパンチ、ダイなし お揃いのパンチとダイセット より大きな金型開口部
フォース・アプリケーション 狭いエリアに集中 形状の輪郭に沿って分布 ペリメーター全体で最高の力
スピード 小さな穴にも素早く対応 複雑な形状でも高速 大きな形状や複雑な形状の場合、時間がかかることがある。
精度 小さな穴に最適 特にCNCによる高精度 完成部品に最適
素材への影響 穴の周囲がわずかに弱くなっている。 エッジの変形の可能性 強度への影響は少ないが、バリがある場合がある。

各プロセスの応用

製造業におけるピアスの一般的な用途

ピアスは様々な産業で幅広く使用されている:

  • エレクトロニクス: 回路基板部品用の穴を開ける。
  • 自動車: ボディパネルに通気孔を開ける。
  • 航空宇宙: 精密な穿孔で軽量構造物を作る。
  • 工事: 構造要素にファスナー穴を加工すること。

パンチが最も効果的な場所

パンチングは、より大きな、またはより複雑な開口部を必要とするシナリオで輝く:

  • HVACシステム: 通気口とダクトの開口部を作る。
  • 家電製品の製造: コントロールパネルのカットアウトを製作。
  • 電気エンクロージャー: ワイヤーアクセス用のノックアウトを作る。
  • 自動車産業: 大きな開口部を持つボディパネルの製作。

ブランキングの恩恵を受ける産業

ブランキングは、全形状の切り出しを必要とする業界では非常に重要です:

  • 自動車: ガスケット、ブラケット、ボディパネルを製造。
  • 家電: シャーシと内部コンポーネントの作成。
  • パッケージ: 金属容器と蓋の製造
  • 航空宇宙: 航空機用構造部品の製造

各プロセスの利点と欠点

金属加工におけるピアスの長所と短所

ピアスの長所:

  • スピード: ピアッシングは速く、特に複数の小さな穴を開けるのに適している。
  • コスト効率が高い: このプロセスでは、材料の無駄は最小限に抑えられる。
  • シンプルさ: ピアスツールはシンプルで、素早くセットアップや交換ができる。
  • 薄い素材に適している: シートメタルや薄い板でもうまく機能する。

ピアスの短所:

  • 穴の大きさに制限がある: ピアッシングは通常、小さな開口部に限定される。
  • 材料の変形: この過程で、穴の周囲にわずかな膨らみが生じることがある。
  • 深さの制限: ピアスは厚い素材には効果が薄い。
  • 材料強度の低下: 穴の周りは少し弱くなっているかもしれない。

金属加工におけるパンチングの長所と短所

パンチングの長所

  • 汎用性: パンチングによって、さまざまな形や大きさを作り出すことができる。
  • 高い生産率: 大量生産に適している。
  • 精度: 最新のCNCパンチプレスは精度が高い。
  • クリーンカット: パンチングでは通常、バリのないきれいなエッジが得られる。

パンチングの欠点

  • 工具の摩耗: パンチとダイは定期的なメンテナンスと交換が必要です。
  • 初期費用: パンチプレスの設備は購入するのに高額な場合がある。
  • 材料の制限: パンチング加工は、特定の材料の厚さに最も適しています。
  • ノイズだ: 作業中は大音量になることもあり、聴覚保護具が必要になることもある。

金属加工におけるブランキングの長所と短所

ブランキングの長所:

  • 部品の完全性: 完成したブランクは、その構造的特性を保持する。
  • 大きな部品: ブランキングはパンチングよりも大きな部品を作ることができる。
  • 材料効率: 1枚のシートから複数のパーツを作るのに最適です。
  • 精度: ブランキングは、完成品の寸法精度に優れています。

ブランキングの欠点:

  • スクラップの発生: 残ったシートは廃棄物となるが、リサイクル可能な場合も多い。
  • 設備費: ブランキングプレスや金型は高価なものだ。
  • 設定時間: ブランク・ランの準備には時間がかかる。
  • エッジの質: このプロセスでは、わずかな バリ二次加工が必要。

金属切削加工

プロジェクトに適したプロセスの選択

ピアス、パンチング、ブランキングを選択する際の主な考慮点

適切なプロセスの選択は、いくつかの要因によって決まる:

  1. 部品のサイズと形状
  2. 生産量
  3. 必要な精度
  4. 材料特性

ピアスは、薄いシートの小さな穴に最適です。パンチングは、より大きな開口部や複雑な形状に適しています。ブランキングは、大量の完全な平面部品に最適です。

素材の種類と厚さ:決定への影響

材料の特性はプロセスの選択において重要な役割を果たす:

  • 薄いシート(3mm未満): 3つのプロセスすべてに適している
  • 中程度の厚さ(3~6mm): パンチングやブランキングに最適
  • 厚い材料(6mm以上): 別の方法が必要な場合もある

素材の種類も重要だ:

  • 軟質金属(アルミニウム、銅): すべてのプロセスでうまく機能する
  • 硬い金属(スチール、チタン): より強力なツールや別のテクニックが必要な場合もある

加工方法を選択する際には、常に材料の特性を考慮してください。

コストの考慮: どちらが経済的か?

費用対効果はいくつかの要因によって異なる:

生産量:

  • 音量が小さい: ピアスやパンチングの方が経済的かもしれない。
  • 量が多い: ブランキングの費用対効果が高まる

ツールコスト:

  • ピアス: シンプルな穴のイニシャルコストを低減
  • パンチング: 適度な金型費用
  • ブランキング: 最も高い初期金型投資

材料廃棄物:

  • ピアッシングとパンチング: 無駄を最小限にする
  • ブランキング: スクラップが大量に発生する可能性がある

生産速度:

  • どの工程も速いが、ブランキング工程が最も出力が高いことが多い。

初期費用と長期的な生産費用の両方を考慮してください。最も経済的な選択は、特定のプロジェクト要件と生産規模によって異なります。

結論 

ピアシング、パンチング、ブランキングは、金属加工における重要な工程です。それぞれに独自の強みがあります。ピアス加工は小さく精密な穴を開けます。パンチングは、より大きな開口部のための汎用性を提供します。ブランキングは、大量生産に適しています。

その選択は、プロジェクト特有のニーズによって異なります。部品サイズ、生産量、材料特性などの要因を考慮してください。適切なプロセスは、品質、効率、コストに大きな影響を与えます。

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よくあるご質問

ピアシング、パンチング、ブランキングは同じ機械でできますか?

最新のCNCマシンの多くは、この3つすべてを実行できますが、特殊な装置の方がより良い結果が得られることがよくあります。お客様の生産ニーズと設備能力によって、最適なアプローチを決定します。

薄い素材にはどちらの製法が適していますか?

いずれも薄い素材に対応できるが、薄いシートや小さな穴にはピアスが最適であることが多い。デリケートな素材に対しては、一般的に最も精度が高く、歪みも最小限に抑えられる。

これらのプロセスのコストはどう比較されるのか?

コストは金型、生産速度、材料の無駄によって異なる。ピアス加工は通常、イニシャルコストが最も低く、ブランキング加工は大量生産に最も適しています。少量生産の場合は、ピアスかパンチングがコスト効率に優れています。大量生産では、ブランキングのスピードが、イニシャルコストの高さを相殺することもある。

やあ、僕はケビン・リー

ケビン・リー

 

過去10年間、私はさまざまな形態の板金加工に没頭し、さまざまなワークショップでの経験から得たクールな洞察をここで共有してきた。

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ケビン・リー

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レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。

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