精密プレス絞り加工の難しさ

精密プレス絞り加工の難しさ

プレス加工における絞り加工（ディープドロー加工）は、金属板を変形させて立体的な形状（例えばカップ状）を作る技術です。このプロセスは多くのメリットを持つ一方で、いくつかの理由で難易度が高いとされています。弊社は単発プレス、順送プレスにて絞り加工の対応が可能です。深絞り加工でお困りの際は是非ご相談ください。難易度の高い絞り加工を実現いたます。

1. 材料の塑性変形制御が難しい

• 問題: 絞り加工では金属板を大きく変形させる必要がありますが、均一に変形させるのが難しいです。特に、変形が過度になりやすい部分（カップの底や角部など）では、破れ（破断）が発生する可能性があります。
• 理由: 材料にかかる応力が部分的に集中しやすいため。

2. 絞り比の制限

• 問題: 絞り比（初期板直径に対する製品直径の比）が大きくなるほど、材料への負荷が増加し、破断やしわが発生しやすくなります。
• 対策: 1回の絞りでは限界があるため、多段階の加工が必要になる場合があります。

3. しわの発生

• 問題: 板材が均一に変形しないと、フランジ部分（周辺部）にしわが生じることがあります。
• 理由: 加工中に材料が圧縮応力を受ける部分がしわを形成します。
• 対策: ブランクホルダー（押さえ金）を適切に調整して、材料を均一に保持することが重要です。

4. 摩擦と潤滑の管理

• 問題: 金型と材料の間で発生する摩擦が大きすぎると、材料の流れが妨げられて破断が起きることがあります。逆に摩擦が小さすぎると、しわが発生しやすくなります。
• 対策: 適切な潤滑剤を使用し、摩擦を最適化する必要があります。

5. 材料の異方性

• 問題: 金属板にはロール成形の影響で異方性（方向による特性の違い）が存在します。この異方性が材料の変形に予測外の影響を与える場合があります。
• 対策: 板材の方向性を考慮した設計と加工条件の設定が求められます。

6. 反りや残留応力

• 問題: 加工後に製品が反ったり、寸法精度が低下することがあります。
• 理由: 絞り加工による残留応力が均一でないため。
• 対策: 加工工程の調整や熱処理を行うことで残留応力を低減します。

7. 適切な金型設計の必要性

• 問題: 金型設計が不適切だと、材料の流れが偏ったり、破断やしわが発生しやすくなります。
• 重要点: 金型のエッジの半径（絞り半径）、クリアランス、ブランクホルダーの力を精密に調整することが必要です。

8. 材料選択の難しさ

• 問題: 絞り加工には塑性変形が可能で、引張強度が適切な材料が求められますが、要求される特性に合致する材料の選択が難しい場合があります。
• 例: アルミニウムは軽量で加工性が良い一方、破断しやすい。ステンレスは耐久性が高いが変形が難しい。

まとめ

絞り加工が難しい理由は、材料特性、加工条件、設計、そして設備の複合的な要素が絡み合っているためです。成功するには、以下のポイントを考慮する必要があります：

1. 適切な材料選択。
2. 精密な金型設計。
3. 摩擦や潤滑の最適化。
4. 段階的な加工工程の計画。
5. 材料異方性や残留応力への対処。

課題を克服することで、高精度かつ効率的な製品を生産できる可能性が広がります。

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