キムラシートメタルの技術紹介（材料〜加工〜製品完成まで）

材料について

加工・製作について

製品の出来るまで

材料について
	板金加工に使われる材料（板金材料）は大きく三つに分けられます。 鋼板・ステンレス鋼板に代表される鉄鋼、アルミニウムや銅などの非鉄、合成樹脂板や繊維材板等に代表される非金属です。“板金製品の加工”で使用される材料は主に鉄鋼板やステンレス鋼板になります。 １．鉄 鉄は最も広範囲の用途において使用されますステンレス等に比べ“錆びやすい”という短所はありますが加工性はよく塗装やメッキという表面処理を施すことにより錆びを防ぎます。また、鉄は材料の入手が容易で安価であるのが特徴です。 弊社で使用される材料はSPCC（冷間圧延鋼板：通称 ミガキ）、SPHC（熱間圧延軟鋼板通称 酸洗・黒皮）SECC（電気亜鉛メッキ鋼板：通称 ボンデ）SS400に代表されるSS材などが挙げらます。SS材は一般鋼材として最も広く使用される厚板です。 「製作依頼の時やご相談のあるとき使用目的や使用される場所などお話していただくことにより、より具体的なご提案ができます」 補足 ◆SPCC（一般用）通常の冷延をいう。 ◆SPCD（絞り用）鋼中の不純物を少なくし、品質のバラツキをSPCCより小さくした絞り加工用鋼板。 ◆SPCE（深絞り用）SPCDより更に深い絞りに適した鋼板。 ◆SPCEN（非時効性保証、深絞り用） 一定期間、材質が殆ど変化しない（非時効性）事を保証したSPCEより優れた鋼板。 右の画像は鉄から生まれた恐竜です。デザインは私たちがデザインしました。
	ステンレスも又、鉄の仲間となります。 ステンレスは鉄に続いてよく使用される材料です。 その用途は広く、食品業界・薬品業界はじめ様々な分野で使用されています。 “非常に錆びにくい”ということです。 流通性も高く、溶接加工にも適しているため板金製作ではよく使用される材料です。通常、表面処理加工についてはバフ仕上等の研磨処理を施すのが一般的ですが、塗装することも可能です。 ま たステンレスは中に含まれるニッケルとクロムの含有量によって、３０４・４３０等いくつかの種類に分けられます。それぞれの特徴としてSUS３０４１８％ 以上のクロム、８％以上のニッケルを含有する金属で★耐食性★に非常に優れていますが、ニッケルを含む為、コスト的には割高になります。一方SUS４３０ は１３クロムステンレスと呼ばれるように１３％以上のクロムを含む金属であり、耐食性はSUS３０４と比較するとやや落ちてしまいます。しかしコスト的に は割安です。また、SUS３０４には２B材ならびにヘアライン処理材、バフ研磨４００番材、８００番の鏡面仕上げ材などがあります。 そのほかに化学的に処理した研磨材（BA材）などあります。 ステンレスについては以上ですがいかがでしたか？ 弊社では鉄製品とＳＵＳ製品とほぼ同数生産しておりＳＵＳの加工に強い会社として認知されております。
	弊社で使用する頻度が高い材料にアルミがあります。このアルミには1000番台の純アルミ、5000番台のアルミ合金があります。5000番台で代表されるものに5052番の材料がありますがそれぞれ次のような特徴を持っています。 1000番台の純アルミは粘りがありますので曲げ加工や絞り加工に向いており溶接特性を優れています。ただ切断する加工において、この粘りが災いを起こすことがあります。ＮＣＴ加工やプレスのとき、この粘りは金型への食いつきを起こすことがままあります。 レーザーでの切断加工にも若干の問題点を発生させます。 純アルミは光の反射率が高く、レーザー加工時では反射率の高い材料に限り一定の教育訓練が必要とされています。 5000番台は耐食性のあるアルミ合金となりますが通常はアルマイト処理や塗装処理を行います。 また、2000番台は硬質、硬いアルミ材です。切削性が良いのが特徴です。そのほか6000番台などありますがアルミは他の金属を混合することによりそれぞれ使用目的が異なり顕著な特徴を持ちます。 以上がアルミについてのお話ですがいかがですか？まだまだたくさんの材料の種類はありますが板金製品に使用される材料を中心にお話させていただきました。

加工技術＆製作について
曲げる。	板金のなかで曲げる工程に限って言えば、最も多くの技術的ノウハウを必要とする工程です。 曲げ加工とはＶ型のダイの上に板材を乗せ上からパンチで押して任意の角度に板材を変形させる加工です。 曲げ加工は板金加工の工程において重要な工程であり曲げに関する様々なノウハウがあります。複雑な形状の製品の場合この曲げ加工をいかに旨くつくるかによって製品の出来具合が決まると言っても過言ではありません。 板金加工の製品は立体的な形状が主となります。 平面の板材を曲げ加工して立体的な製品にしていきます。この時、立体的な製品を展開した板取り寸法というのは板厚によって大きく影響されますが金型の形状あるいはV型により展開寸法は異なります。 曲げに関する展開寸法は弊社の金型の保有形状によるデーターの蓄積をしておりその情報により正確な製品寸法を出しております。
切断 穴あけ （レーザー加工）	切断方法はその形状や材質によりいくつかの工具や機械を使用して裁断させれますがここでは代表的なマシン、トルンプのレーザー加工機についてお話します。 ■レーザー レー ザーで板を切り抜く方法です。切断面のダレもなく複雑な曲線にも対応でき、精度も高く広範囲に使用されます。また、レーザー加工は弊社の中心的な存在に なっています。特に弊社のような多品種少量生産の製品が主流を占めている場合には製造指示から製品として上がってくるまでのリードタイムを最小限に抑える ことができるからです。それではレーザー加工のメリットをいくつかあげてみましょう。 ◆ CAD,CAMの時間が短縮されます。 NCTの場合は意外と多くの時間を金型の割付に時間を費やします。それに対してレーザーは瞬時にしてレーザーの軌跡をとるためCADに要する時間を短縮できます。 ◆金型を必要としません。 　　 NCTやプレスの場合には高価な金型が必要となりますがレーザーは金型を必要しません。 ◆材質や加工板厚に柔軟性があります。 　　 NCTやプレスの場合には材質による制限があります。無論レーザー加工にも制限がありますがNCTなどの比ではありません。弊社の場合には0.1mm〜１２ｔ（SUS)加工範囲が広く全てに対応ができるのが特徴です。 ◆それではデメッリットは 無 いのかと言うとそんなことはありません。どんなものにもメリットやデメリットがあります。レーザーにもあります。レーザー加工の場合、金型費は別にしても 電気やガス、光学系のレンズやミラーなどプレスとは違う費用が発生します。その分どうしても割高になります。では何故費用が多く発生するにも関わらずレー ザーの普及が目覚しいのか。 　　 　　 ※製品としての品質が優れている。 　　 　　 ※リードタイムが短い 　　 　　 ※金型費が不要 　　 　　 ※加工の範囲（板厚、材質）が広い 以 上がレーザー加工を行う最大のメリットです。それゆえにレーザーが主となりますが当然デメリットもあることはお話しました。そのデメリットを少なくするた めに弊社では加工方法を選ぶにあたりレーザーとNCTによる複合加工も行います。また製品に対する要求度、難易度によりＮＣＴ加工、あるいはレーザー加 工、レーザーとＮＣＴとの複合加工を行います。 また、お客様の意向を重視して加工方法を選ぶ場合もあります。
切断 穴あけ （NCT）	タレパン（NCT) 薄い板材を金型によって打ち抜く方法で比較的安価で板金業界の主力機械となっています。ただ異形状のものや複雑な形状に対してはその形状の金型やCAD作成の段階で金型割付に時間がかかりますので量産向けの機械と言えます。 右図は弊社、アマダ製のアリエスＮＣＴ加工機です。 金型としては標準金型が主となっており異形状の孔に関しては新規に金型を購入することは控え、レーザーにて対応しております。 量産品で中、大量の製品に対して価格コストを下げたいお客様に対してはＮＣＴ加工を中心に対応させていただいています。 更に大口、大量生産や長期に製作する量産品はプレスにて対応させていただいています。（プレスは協力工場にお願いしています） ■プレス 形状に合った金型を作ればどんな形にも板を安価に打ちぬけます。が、金型を作る費用がかかります。大量生産向けです。 ■のこぎり のこ盤やコンタマシンを言います。手送りのため精度は全く出ませんが精度を要求しないものや厚いものに適しています。 以上が切断、穴あけに関することですが上記以外にもたくさんの加工方法、切断方法がありますがそちらの方は専門のサイトにお任せしてあくまでも弊社の設備を中心とした切断、加工方法をお話しております。
加工技術 溶接、接合	■半自動溶接 鉄と鉄、あるいはSUSなどの一般に使用している材料を溶接する一方法です。半自動溶接にはCO2（炭酸ガス）や炭酸ガスとアルゴンなどの混合ガスを用いて溶接しますが比較的簡単に溶接できるので工場では主流になっています。厚い材料の溶接に適しています。 厚板の加工をする工場に多く利用されています。ただし材料による使用範囲は限られており大量生産向き、鉄関係の製品が主となります。 ■アルゴン溶接 不 活性ガスであるアルゴンガスを使用した溶接方法でＴｉｇ溶接とも呼ばれています。薄板の材料を多く使用し、精密板金工場向けの溶接方法であり鉄以外にはア ルミやステンレスなどの溶接に威力を発揮し熟練者により美観にも大きな影響を与えます。ステンレス関係の製品を扱う工場には必須な溶接方法です。キムラ シートメタルはこの溶接方法が全体の８割以上の製品に利用しています。 ■スポット 電極で２枚の板をはさんで、電気を流すと溶けてくっつくものです。点でしかくっくきませんが、薄板同士や細い線材の接合に多用されますが 量産品や安価に製品作りを行う方法と利用されています。 ■その他 その他 にははんだ付け、ロウ付け（銅の接合によく使います）などがあります。融点が低いためメッキや焼付け塗装をするものには使えないのが難点です。
3次元CADソフトによるタイムリーなモノ作り	3次元CADソフトはお客様、設計者が設計されたものをタイムリーに立体的に表示できる機能です。 私どもの方でメールなどでいただいたデーターをそのまま（3次元CADで製図されたもののみ）弊社の3次元CADにて立体化、あわせてCAM変換を行いますので時間の短縮、イニシャル費の削減が行えます。
企画から 製作まで	私どもの方では板金試作のみならずお客様の希望に沿うカタチで企画、プランニングから設計、製作まで行っております。お気軽のメールまたはお電話ください。 右図の商品はめたるの国夢工房の商品としてデザインし、作ったものです。恐竜のお腹の部分には光触媒の酸化チタンを封入して置物でありながらお部屋の空気、匂いを除去するための商品として販売されています。 連絡先　055-978-1578 (担当　木村）
レーザー加工 技術	レーザーの種類にはYAGレーザーやエキシマレーザー、半導体レーザー、CO2炭酸ガスレーザー、自由電子レーザーなど用途によりさまざまなレーザーがあ ります。弊社のレーザーは切断専用、３．２KW、世界的なメーカーであるドイツ、トルンプ社製炭酸ガスレーザーですが良好な条件のもとでのレーザーは切断 面も実に見事な切断面は滑らかな状態です。右図は厚さ2ミリのSUSの材料をレーザーで切断加工したサンプルです。

製品の出来るまで
No.1	お客様から注文いただいた内容を基に製作方法の検討、手順など検討を行います。検討内容は次の通りです。 顧客の希望を伺いながらになりますが使用目的、品質に関する重要度、コスト中心にするべきを検討、打ち合わせ段階で確定します。確定すると材料の切断方法、加工方法が確定してCAD設計に入ります。 CAD設計ではNCTでの加工か、レーザー加工かで使用するCADも変わります。
No.2	製品加工が出来るようにCADによりCADデーターならびにCAM（NC機械を動かす為のプログラム）のデーター作成、プログラム作成に入ります。実はこ の段階が重要な要素となっており製作工程に大きな影響を与えます。最適なプログラム作成には現場での声、意見が多く反映されます。設計される方との打ち合 わせはこの段階でも情報交換する場合が多くあります。 CADは弊社で設計、製図する場合と客先からの図面、設計に基ずいて作業に入る場合の二通りがあります。自社設計の場合はAutoCadオートキャド等を使用します。
No.3	プログラム作成も終わり、いよいよ実際の材料を使用して製作に入ります。 図面通りの材料、指示通りの材料を選ぶ訳ですが、ここで注意しなければならない点がいくつかあります。 材料の種類は無論ですが材料のロール目に注意します。材質によっては材料取りをロール目を無視して行った場合、曲げたときにヒビ割れを起こします。 最悪の場合には曲げた瞬間に曲げ折れを起こしてしまうこともあります。 また材料に傷を付けない為に最善の注意を払って作業をすすめます。 さらに弊社で重視しているのは工程検査です。プログラム作成〜製品が出来上がるまでに様々な工程を経る訳ですが、一つ一つの工程で検査チェックを行うことにより不良品を限りなくゼロにしていく努力を会社全体ですすめています。 万が一、工程の途中で不良やミスが発生した場合には即座に対応し、製品作りに関わるスタッフ全員と対応策を検討し共通認識をもち、今後の製作に万全な注意を払う取組みを行っています。