ファインブランキングとは？仕組み・メリット・デメリットを解説

ファインブランキングについてお調べでしょうか？

ファインブランキングは、せん断加工の一種です。

精度の高い断面を実現する技術ですが、注意点を理解しなければ高い費用を払ったが思った製品が作れなかった、という事態も発生しかねません。

そこで本記事では、ファイブランキングの加工の特徴や、仕組み、メリット・デメリットに加えて注意点も紹介しています。

本記事を読むことで加工の特徴や注意点に関する、正しい知識をつけることが可能です。

ファインブランキングについての正しい知識をつけて、精度の高い製品製造を成功させましょう。

ファインブランキングとは？【静水圧効果を利用した加工】

ファインブランキングとは、パンチとダイで材料を抑え、金属を切断する加工です。

静水圧効果という、加圧により塑性変形が高まる性質を利用して、平滑なせん断面を実現しています。

どんな加工方法なのか、以下で詳細をみていきましょう。

高精度・高品質部品に用いられるせん断加工

ファインブランキングとは、高精度・高品質の加工が可能なせん断加工です。

通常のせん断加工と比べて、平滑なせん断面と直角度に優れた高精度な製品が製造できます。

もともと精度の高い加工法ですが、現在も研究によって様々な工夫・改良がなされ進化を続けている技術です。

ファインブランキングは、完成品の品質だけでなく加工工程の合理化にも効果を発揮する優れたテクノロジーなのです。

自動車部品を中心にあらゆる製品へ使われる技術

ファインブランキングは、自動車部品を中心とした、高品質部品の製造に使用されています。

機械加工が不要でバリとダレが少なく、短い工程で製品が製造できる技術だからです。

具体的には、クラッチ、ブレーキパッド、トランスミッションなどの自動車関連部品を中心に幅広い用途で利用されています。

ファインブランキングは、自動車部品を中心にあらゆる製品製造の現場で使われる加工技術です。

ファインブランキングの仕組み

続いては、ファインブランキングの仕組みについてご紹介します。

仕組みを知ることで、ファインブランキングを採用するのが適切か判断が可能です。

以下で、詳細を解説していきます。

上下方向から加圧し材料を束縛する

ファインブランキングでは、上下方向から加圧して材料を束縛した状態でせん断を行います。

上下を加圧しながら固定することで、静水圧効果によって断面の綺麗な塑性加工が可能です。

通常のせん断加工では、上部の抑えがないので圧力に対して金属のひずみが発生して、切断面にバリ・ダレが発生します。

しかし、ファインブランキングでは上下から固定することで、プレス時に発生する歪みが発生しません。

ファインブランキングは、上下を固定することでせん断加工において問題となる歪みを解決する加工法なのです。

狭いクリアランスでコストを削減

ファインブランキングは狭いクリアランスでコストを削減しています。

せん断加工で課題となるクリアランスの細かい調整が不要であるため、設計コストの削減が可能です。

一般的なプレス加工では、加工時にダイとパンチの間に、適正なクリアランスが必要になります。

適正クリアランスの算出は素材や加工法によっても異なり、容易ではありません。

対して、ファインブランキングはクリアランスを極力なくした上で、上下両方から加圧して加工します。

ファインブランキングでは、狭いクリアランスによって設計コストの削減を実現しているのです。

ファインブランキングのメリット・デメリット

ファインブランキングは、上下方向の金型によって加圧した状態で行うせん断加工です。

仕組みの紹介に続いて、メリットとデメリットを紹介します。

メリットとデメリットを理解すれば、適切な加工手段か判断が可能です。

それでは、メリットから見ていきましょう。

メリット

ファインブランキングのメリットは以下の３つです。

• ミクロン単位の精密なプレス加工ができる
• 加工可能な材料を広くカバーしている
• 部品精度が上がることで製品の生涯コストを抑えられる

以下で詳細について見ていきましょう。

ミクロン単位の精密なプレス加工ができる

ファインブランキングの断面は、ミクロン単位の精密なプレス加工が可能です。

精密な断面積の理由は、金属に圧力を加えると塑性変形の力が高まるという「静水圧効果」に基づいています。

静水圧効果によって金属の塑性が高くなることにより、バリ・ダレの少ない断面成形となるのです。

ミクロン単位の精密な切断加工ができる、精度の高さはファイブランキングの加工メリットになります。

加工可能な材料を広くカバーしている

ファインブランキングの加工可能な材料の多さも、メリットの一つです。

一般のせん断加工では、硬度の高いステンレスなどの鋼材は加工できません。しかし、ファインブランキングでは特殊鋼をはじめ、ステンレス鋼、超合金といった難加工材にも対応可能という特徴があります。

難加工材とされている金属を加工できる汎用性の高さは、フィンブランキングのメリットです。

部品精度が上がることで製品の生涯コストを抑えられる

ファインブランキングでは、加工精度の高さによって製品の生涯コストを抑えることが可能です。

ファインブランキングを用いれば、機械加工を必要としない製造ができるため、少ない工程で生産できるのです。加工の工程が少なくなれば、生産に必要なトータルコストは下がります。

ファインブランキングでは高い部品精度加工によって、製品の生涯コストを下げることができるのです。

デメリット

ファインブランキングには、精度の高い加工や、可用性の高さ、コスト削減などのメリットがあります。

しかしデメリットがない訳ではありません。

デメリットを把握しなければ、製品の製造を決めてから想定外の問題が発生する原因となる場合もあります。

それでは、詳細をみていきましょう。

専用の機械が必要なのでイニシャルコストが高い

可用性の高いファインブランキングですが、イニシャルコストの高さが弱点です。

汎用プレス機では加工できず、複動油圧装置を配置した専用機が必要になります。

専用機は高価で、汎用のプレス機で代用もできないので導入には高い費用が必要です。

ファインブランキングは、可用性が高くせん断面が平滑に仕上がる工法ですが、イニシャルコストが高いというデメリットがあるのです。

気をつけて！ファインブランキングの注意点

精度の高いせん断加工ができるファインブランキングも、万能ではありません。

注意点を理解しなければ、製品が想定の基準を満たさない品質となるリスクがあるのです。

ここからは、ファインブランキング加工についての注意点を紹介します。

注意点を理解し、課題を踏まえた上での製造設計を検討しましょう。

バリ・ダレは完全にはゼロにならない

精度が高く断面が綺麗な加工をできますが、バリ・ダレは完全にゼロになりません。

近年では研究により、鋼材を側面も含めて完全拘束すれば、更に精度を上げられるが分かりました。

それでも、バリ・ダレが０になる訳ではなく精密機械の用途には向いているといえない状態です。

そのため、現状の技術でバリ・ダレ０を求めるのであれば、追加で機械加工が必要になります。

多少のバリ・ダレを許容できる場合は、少工程で加工可能なファイブランキングを起用するなど、条件に応じて検討しましょう。

ファインブランキングにお困りの場合は鋼の専門商社へ相談もアリ！

ファインブランキングにお困りの場合は、プロへの依頼も検討しましょう。

加工のプロである鋼材専門業者であれば、豊富な技術と機材を元に精度の高い加工提案が可能です。

こちらでは、クマガイ特殊鋼株式会社を紹介します。

クマガイ特殊鋼株式会社

クマガイ特殊鋼株式会社は100年以上の歴史があり、鋳造加工に対する経験や知識も豊富です。

業界の長い歴史で培われた基盤と幅広い知識を元に、あらゆる鋼材加工に対応できます。

また、専用のプレス機も所持しているので、イニシャルコストを気にすることなくファインブランキングの検討が可能です。

目的にあった素材の選定や、加工精度に自信がない場合や機材の導入に懸念がある場合は、クマガイ特殊鋼株式会社に相談しましょう。

まとめ

ファインブランキングは、上下方向からの加圧を加えてせん断を行う加工です。狭いクリアランスによって、断面精度の高いせん断を可能にしています。

通常のせん断よりも、精度の高い断面積を実現できるため少ない生産工程での製造も可能です。一方で、専用の加工機材が高価でイニシャルコストが高いという欠点もあります。

もし、ファインブランキングを用いた加工にお困りの場合は、実績多数の専門商社クマガイ特殊鋼株式会社までお問い合わせください。