板金の穴開け: レーザー切断機ですか、それともパンチングマシンですか?

May 26, 2023

図 1. 穴あけに関して言えば、パンチング マシンは、短時間で多数の穴をあけられる能力で依然として際立っています。

過去 30 年間で金属製造、特に板金の穴加工に関しては多くの変化がありました。 1990 年代には、CO2 レーザー切断機の登場によって会話の性質が変わるまでは、パンチング マシンが唯一の手段でした。

2000 年代までに、レーザー切断技術が普及する準備が整いました。 21 世紀初頭、特にプレスやプレス ブレーキでしか複製できない板金ブランクや形状に多数の穴を開ける場合、パンチング マシンは依然としてファブ ショップにとって競争力のある選択肢でした。

2010 年代にファイバー レーザー切断技術が登場するまで、長年の製造業者は穴加工へのアプローチを再度考え直す必要がありました。 これらの固体レーザーは、CO2 レーザーが時代遅れに見えるほどの速度で薄い金属板を突き破る可能性があります。

現在、ファイバーレーザーの出力は 20 kW に達し、この技術が最初に登場したときにはほとんどの人が予想しなかった速度で、より厚い材料を切断できるようになりました。 金属製造会社が技術の進歩に追いつくために努力しているため、レーザーの売上は今後数年間で加速するペースで成長すると予想されます。 しかし、穴を開ける場合、パンチングマシンはどうなるでしょうか?

もちろん、パンチングは今でもその役割を果たしています。 多用途です。 ショップは、別の機械に移動することなく、ルーバーやエンボスなどのフォームを作成できます。 また、パンチングマシンは、一般にファイバーレーザー切断機よりも安価です。

しかし、パンチングマシンは、小さな穴を安定して迅速に作成する必要がある用途での穴加工の主力製品として依然として優れています (図 1 を参照)。 このようなタイプの用途では、パンチングが穴を作成する最も経済的な方法である可能性があります。

たとえば、穴あきスクリーンの製造を考えてみましょう。 クラスター ツールは通常、1 つのツールで複数のパンチを使用できるため、これらの穴パターンのパンチに使用され、1 回のヒットで作成される穴の数を最大化します (図 2 を参照)。 1 つのパンチに 234 ものピンがあり、たった 1 回のストロークでこれだけの数の穴を開けることを想像してみてください。 完了しました。

さまざまなパンチのデザインとクラスター領域も用意されており、パンチの選択肢が豊富にあります。 たとえば、六角形のツールを使用して角度のある穴のパターンを作成し、画面に視覚的な面白さを加えることができます。

クラスターパンチの場合、パンチングマシンは用途に必要な量のパンチ力を提供できなければならないことに注意してください。 推奨される最大パンチ力は、プレス能力の 75% を超えてはなりません。 次の式を使用して、必要なパンチ力を見積もることができます。

直線切断長さ x 材料の厚さ x せん断強度 = トン抜き力

図 2. クラスター パンチは、1 ストロークで穴を開ける効果的な方法です。 これは 234 ピンの完全ガイド付きクラスター セットです。

切断の直線長は、穴の周囲にクラスター内のパンチの数を掛けたものに等しくなります。 丸穴の穴の周囲は直径の 3.14 倍です。 六角形などの形状の穴の周囲の長さは、辺の長さの合計です。

多数の穴が開いたシートに穴を開ける場合、穴が開いた領域にかかる力と応力により、シートは上向きに反ろうとします (図 3 を参照)。 このシナリオでは、カールを抑えるのに役立つドーム型ダイを使用できます。 これはどのように作動しますか？ 凹面形状のストリッパーはストロークとともに下方に移動し、実際にドーム型ダイの上でシートを下方に曲げます。これにより、パンチに伴う上向きのカールが抑制されます。

シートを平らに保ちながら均一性を高めるために、パンチパターンを変更して、すべてのパンチ穴が 1 つの領域に集中するのを避けることができます (図 4 を参照)。 パターンを繰り返すことにより、同じストローク数で領域を穴で埋めることができますが、穴パターンを完成させるために 1 つの領域に極度の圧力を加える必要はありません。