金属打ち抜き加工とスタンピング加工 これらは板金加工の用語として互換性があるように思われるかもしれませんが、実際には各プロセスはわずかに異なる使用例に対応しています。スタンピングは複数の金属加工プロセスをカバーしますが、パンチングは穴あけのみに焦点を当てています。
エンジニアが誤って機械工に間違ったプロセスを推奨した場合、特に大量生産環境では、材料の無駄、リードタイムの延長、予算超過などの結果を招く可能性があります。そのため、選択は重要な決定となります。
この記事では、パンチングとスタンピングの違いを明確にし、特定のプロセスをいつ使用するかを説明します。各プロセスの動作原理、必要な材料と機器、および関連するコストについて学習します。
スタンピングとは何ですか?
板金プレス加工は、高圧プレス機を使用して平らな金属板を特定の形状に成形する冷間成形プロセスです。 板金製作工程平らなシートをスタンピング プレスに配置し、ツールとダイの表面で金属を希望の形状に成形します。このプロセスでは、スタンピングの種類に応じて、材料を切断する場合と切断しない場合があります。
スタンピングとプレスは同義語であり、実際にはプレス機で実行されるさまざまな板金成形プロセスを指します。一般的なスタンピング技術には、パンチング、ブランキング、エンボス加工、曲げ、フランジ加工、コイニング加工などがあります。
スタンピングは、プレスの各ストロークで板金部品に目的の形状を作り出す単一段階の操作である場合もあれば、一連の段階を経て行われる場合もあります。
自動車、航空宇宙、電子機器、消費財は、金属板のスタンピング サービスに大きく依存しています。車体パネル、航空機部品、電子コネクタ、家電製品は、スタンピング技術によって製造されています。
金属プレス加工のメリット
- 他の金属加工および製造方法 (ダイカストなど) と比較してコスト効率に優れたプロセスです。
- 柔軟な使用例。曲げ、打ち抜き、フランジ加工など、さまざまな操作が可能です。
- 鋳造や機械加工の方法に比べてセットアップ時間が短くなります。
- スクラップは再利用できます。
- 打ち抜き部品の表面仕上げコストは、他の製造製品に比べて低くなります。
- 部品サイズも柔軟に対応しており、10mm×300mmから2,000mm×10,000mmまでの寸法の部品を刻印できます。
金属プレス加工の限界
- スタンピングプレスは、特に金型のセットアップにコストがかかるため、単純な製造設計の場合、高価になる可能性があります。
- スタンピングによるスクラップは他のプロセスに比べて比較的多くなります。
金属パンチングとは？
板金パンチングは、板金に穴を開けることに重点を置いたスタンピング製造プロセスのサブセットです。もう少し簡単に説明すると、パンチマシン (固定式) が紙に正確な穴を開ける方法です。
ただし、このプロセスでは、より強力なパンチ プレスを使用します。パンチ ツールは金属シートをダイに押し込み、材料を切断して、きれいで正確な切断面を残します。スラグと呼ばれる分離された部分はスクラップと見なされますが、残りのストックはそのままの状態を保っています。
金属板パンチングは、スタンピング方法の後に実行できる補助的なプロセスです。金属板パンチングの例としては、自動車のパネル、ブラケット、フェースプレート、回路基板などがあります。
パンチングの利点
- 非常に精密で、仕上げを必要としないクリーンな仕上がりです。
- レーザー切断に比べてコスト効率に優れています。
- 掘削よりも早いです。
- スチール、アルミニウム、銅など、さまざまな板金に適しています。
- スタンピングに比べて金型とツールのコストが低くなります。
パンチングの限界
- パンチングは板金（0.5mm～6mm）に最適です。
- パンチでは穴の上部にバリが残る場合があり、バリ取りなどの仕上げ処理が必要になります。
金属打ち抜き加工とスタンピング加工の 9 つの違い
導入部のレビューから、パンチング加工とスタンピングは異なるプロセスであることが明らかです。ただし、スタンピングはより広範囲の操作を網羅し、パンチングはより専門的な技術であるため、比較は単純ではありません。
「スタンピングにはパンチングが含まれますが、パンチングだけではスタンピングにはなりません。パンチングは穴や切り抜きに重点を置きますが、スタンピングはそれ以上の作業、つまり板金を曲げたり、成形したり、複雑な形状に変形したりします。
ものを作るには、プロセスをさまざまな側面から比較してみましょう。その前に、パンチングとスタンピングの主な違いを示す概要を示します。
| 金属打ち抜き | 金属プレス | |
| 主な機能 | 穴の切り抜き | 任意の3Dジオメトリに成形/セクションの切断 |
| サポートされている厚さ | 0.0036 –0.5インチ | 0.0001 –6インチ |
| ツール | パンチとダイのセット | ヘビーデューティースタンプマシン |
| 平均セットアップコスト | 200～10,000ドル | $ 10,000から10,000 |
| タ | ロー | ハイ |
| 材料廃棄物 | ハイ | ロー |
| 用途 | ケーシング、ブラケット、通気孔の穿孔 | ボディパネル、ケース、外科用部品、外部ハウジング |
プロセス原理
どちらの方法も、プロセスの原理はプレスと金型のシステムを中心に展開します。プレスは力を加え、金型は材料を成形またはせん断して、目的の結果を実現します。ただし、どちらの場合も、最終結果は異なります。
ほとんどのスタンピング技術では、プレスは金属を金型の形に成形するか、単にフランジ加工することによって機能します。つまり、基本的には、平らな 2D シートメタルを 3D 構造に変換します。対照的に、パンチング プロセスは同じプレスと金型システムを使用しますが、その唯一の目的は、全体的な形状を変更せずに材料に穴を切り出すことです。
素材の厚さ
専門家によると、スタンピングとパンチングは、厚さ 0.5mm (1/64 インチ) から 6mm (1/4 インチ) の金属板の加工にのみ最適です。ただし、業界の実践は若干異なります。
市販されているスタンピング プレスのほとんどは、0.001 インチから 0.625 インチの厚さの板金を処理できます。ただし、一部の特殊な金型では、スタンピング機能を拡張して、最大 3 インチの厚さの鋼棒を成形および切断できます。
パンチングは特殊なスタンピング プロセスであり、通常、厚さ 0.0036 インチから 0.25 インチのシートに対して実行されます。ただし、高度な CNC パンチング マシンはより厚い材料も処理でき、最大 0.5 インチの厚さのシートに穴を開けることもできます。
設計の複雑さ
スタンピングは、金属板の形状を変える一連の成形プロセスです。これには、曲げ、フランジ加工、コイニング、ブランキングが含まれ、パンチング技術もこの範疇に含まれます。これらの技術を組み合わせることで、メーカーは金属板から非常に複雑な形状を作ることができます。
一方、パンチングは、ワークピースに正確な穴や切り抜きを作るという 1 つのデザイン要素にのみ焦点を当てたシンプルなプロセスです。多くの場合、パンチングは、一次成形が完了した後にミシン目などの機能を導入することでスタンピングを補完します。
道具と機材
パンチプレスは通常、小型でコンパクトです。多くのパンチプレスでは、3 面が開いている C フレームが使用されています。これにより、材料の積み下ろしが簡単になります。パンチプレスの中には、複数のパンチ ツールを備えたタレットを備えたものもあり、さまざまな穴のサイズに合わせてツールをすばやく変更できます。高度なマシンには、正確な穴の切断のために CNC 制御が搭載されていることがよくあります。
対照的に、スタンピング プレス機は、より多くの力を必要とするため、通常はより剛性が高く、耐久性に優れています。ほとんどのスタンピング プレスには、金属の成形に必要な大きな力に対応できるように、直線フレームが付いています。これらのプレスには、大きな型や複数の型をサポートするために、より大きなベッドが付いています。スタンピング プレスは、速度を上げるために機械式にすることも、力の制御を向上させるために油圧式にすることもできます。
セットアップと運用コスト
パンチプレスには、エントリーレベルのコンパクトなモデルがあります。また、実行する機能は 1 つだけなので、このようなマシンは比較的手頃な価格です。コンパクトなため、占有するスペースも少なくなります。エントリーレベルのパンチプレスは数百ドルで入手できます。
金属パンチングとスタンピングを比較すると、スタンピング工場には強力なプレス機があり、何トンもの力に耐えることができます。多用途であるため、セットアップと運用のコストが高くなります。初期投資は大きく、メンテナンスも定期的に行う必要があります。
リードタイム
スタンピングは、切断、曲げ、成形などの複数の段階を含む多段階のプロセスです。各ステップでは、正確な位置合わせ、ツールの変更、追加の処理が必要であり、全体としてプロセスに多少の時間がかかります。
対照的に、パンチングは 1 ステップの操作です。材料を機械に置き、穴または切り抜きを 1 回の動作で作成し、それ以上の処理は行いません。単一操作プロセスの場合、スタンピングのリード タイムはパンチングと一致します。
材料廃棄物
パンチング加工では、その性質上、穴を開けるために除去された材料の破片であるスラグという形のスクラップが生成されます。このプロセスは材料を切断することのみに重点を置いているため、この無駄は避けられません。
しかし、スタンピングにはより広範囲の作業が含まれており、切断はその潜在的な種類の1つにすぎません。その作業の多くは、材料を削り取ることなく、単に形を変えるだけです。その結果、スタンピングにおける平均的な材料の無駄は、パンチングよりもはるかに少なくなります。
用途
パンチングとスタンピングには、用途の多様性と複雑なデザインを製作する能力など、多くの用途上の違いがあります。
さまざまな分野のパンチング製品の例をいくつか示します。
- 自動車産業: ブラケットおよびサポート構造用の取り付け穴。
- ディスプレイ・電子機器関連: 換気やケーブル管理のためにケースや筐体に穴を開けます。
- 家電機器： 機器パネルの通気孔または組み立てポイント。
スタンピングは、次のような金属の成形および形成アプリケーションで効果を発揮します。
- 自動車産業: ボディパネル、シャーシ部品、エンジン部品。
- 航空宇宙産業: 正確な許容誤差を備えた複雑な 3D 構造コンポーネント。
- 消費財: 家電製品や金属筐体の部品。
- 医療機器: 手術器具および診断装置。
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