精密板金加工の原材料は、鉄・ステンレス・アルミニウム・銅・真鍮等が一般的で、精密板金加工で用いられる金属板は他の板金加工と比べて薄く、1 ～ 3mm 程度のものがほとんどです。また、精密板金は専用金型を用いず、汎用金型やジグを組み合わせて加工する板金加工です。精密板金加工で製作されるものは、パソコンの金属製の箱などがイメージしやすいでしょう。単体では機能を持たない小型のパーツなども、精密板金加工の代表的な製作物です。その精度は曲げ寸法公差で0.1mmや0.2mm、パンチングによる抜き加工では0.05mm以下という、とても高精度な技術を用する加工となります。しかし、精密板金は上述したように高精度な技術が必要なので、対応可能な工場が限られているという側面もあるのです。
精密板金加工の流れ
１．設計・提案
２．図面展開
３．抜き加工
４．前加工・成形加工（バリ取り、タップ加工等）
５．曲げ加工
６．溶接加工
７．仕上げ加工・表面処理
８．組立・検査
１．設計・提案
精密板金加工では専用の金型を使用しないため、まずは汎用金型の組み合わせから図面を設計します。
２．図面展開
設計された図面をもとに、展開図を作成します。このとき、次の「抜き加工」で金属板を曲げたときに発生する厚みなどを考慮するのがポイントです。例えば精密板金加工によってサイコロを作成しようとした場合、一つながりでそのまま作成した展開図では曲げられない箇所が発生するため、一部分割した展開図になります。
３．抜き加工
金属板を展開図の通りに加工していきます。抜き加工ではNC機（数値制御の工作機械）を用いて加工するため、図案ごとに専用のプログラムを作成します。
４．前加工・成形加工（バリ取り、タップ加工等）
抜き終わった金属板には、0.1mm程度の切り残し＝バリがあるため、後工程とケガ防止のためにこれを取り除きます。ネジ穴を作るタップなどの加工も、この時点で行います。
５．曲げ加工
抜き加工が終わった物に、曲げ加工を施して製品の形に近づけます。図面展開でも触れた通り、曲げ加工では曲げ機械で使用する型の特性上、コの字に加工することが限界です。
６．溶接加工
板金と板金を溶接するスポット溶接、ブラケット・ナット・ネジなど溶接したいパーツを溶接するスタッド溶接などを行います。
７．仕上げ加工・表面処理
溶接の際に接合部にできた盛り上がりを、平らに仕上げます。製作途中で表面に傷がついたものもこの時点で仕上げます。溶接箇所が多くなれば多くなるほど、この仕上げ作業も時間を要します。
８．組立・検査
各種パーツを組み立て、検査をして完了です。
精密板金加工のメリット
1. 高い寸法精度と処理の美しさ
精密板金加工は精度が非常に高く、また専用金型を用いない性質上、図面のない状態からの設計・製作への知見が豊富なことも特徴のひとつと言えるでしょう。
多くの場合、設計から組み立て作業までを一括して行うため、筐体製作では中に組み込まれる機器や装置とのトータルバランスを意識した加工・仕上げが可能で、見た目にも美しく仕上がります。
2. 試作が容易に行える
通常のプレス板金では専用金型が必要なところを、精密板金では汎用金型を活用することで、イニシャルコストを抑えられるだけでなく短納期で試作することができます。
精密板金加工のデメリット
金型の費用がかからないので試作や少量生産には向いていますが、反面、数千個におよぶような大量生産には向いていません。属人的な作業範囲がプレス板金に比べて広く、大量生産の体制を取ったとしてもコストの削減が難しいためです。
精密板金加工のまとめ
精密板金加工とプレス加工は、互いが互いを補う特徴を持っています。それぞれの特徴を理解して、適切な使い分けやお互いの組み合わせを検討しましょう。
例えば、精密板金加工によりまずは多品種少量生産し、量産体制に移りたい場合はあらためて専用金型を作成する、というのが一般的な活用法のひとつです。
さらに、専用金型を起工している間のファーストロットやセカンドロットは精密板金加工で対応する、という柔軟な活用も可能ですし、部分的な抜き型だけをプレス化したりといった方法も有効です。
一定数までであれば、生産数が読めない場合にとりあえず精密板金加工で対応する、というのも一手でしょう。精密板金加工の活用を検討する際は、ぜひプレス板金についてもセットで考慮してみてください。
