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割れ・破断の予防とは？課題と対策・製品を解説
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絞り・深絞りにおける割れ・破断の予防とは？
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ハイブリット全盛の時代ですが、当社は社名をユニオン・マエダに変更する頃より、加工技術の複合化を目指してまいりました。そのことが、コインパーキング用車止めユニットの製作に結実したと考えております。今後は個別の加工技術のレベルアップと共に、組立技術及び制御系の分野も付加すながら更なる変豹遂げて参る所存です。
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株式会社ユニオン・マエダ 事業紹介
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絞り・深絞りにおける割れ・破断の予防
絞り・深絞りにおける割れ・破断の予防とは？
絞り・深絞り加工は、金属板を金型で押し込み、立体的な形状を作り出す成形技術です。しかし、加工中に材料が伸びすぎたり、応力が集中したりすると、割れや破断といった不良が発生しやすくなります。これらの不良を未然に防ぎ、製品の品質と生産性を向上させることが、絞り・深絞りの割れ・破断の予防の目的です。
課題
材料の伸び限界超過
絞り加工では材料が大きく伸びるため、材料の伸び限界を超えると割れが発生します。特に、複雑な形状や深い絞りではこのリスクが高まります。
応力集中による亀裂発生
金型の角部や絞り代の急激な変化箇所では応力が集中しやすく、微細な亀裂が発生し、それが拡大して破断に至ることがあります。
潤滑不足による摩擦増加
金型と材料間の潤滑が不十分だと摩擦が増加し、材料の滑りが悪化して伸びが均一にならず、応力集中や伸び限界超過を引き起こします。
材料特性のばらつき
使用する金属材料の板厚、材質、加工硬化特性などにばらつきがあると、同じ条件で加工しても割れが発生しやすくなる場合があります。
対策
金型設計の最適化
金型のR形状や絞り代の勾配を適切に設計し、応力集中を緩和することで、材料の伸びを均一化し割れを防ぎます。
適切な潤滑剤の選定と塗布
加工箇所や材料に適した潤滑剤を選定し、均一に塗布することで、摩擦を低減し材料の滑りを促進させ、伸びを均一にします。
加工条件の精密制御
絞り速度、ダイクリアランス、パンチの逃げ量などを最適化し、材料にかかる負荷を適切に管理することで、割れのリスクを低減します。
材料特性の事前評価と選定
加工前に材料の伸び特性や加工硬化特性を評価し、加工に適した材料を選定することで、不良発生の可能性を低減します。
対策に役立つ製品例
高性能潤滑剤
金属加工に特化した潤滑剤は、優れた潤滑性と離型性を持ち、金型と材料間の摩擦を大幅に低減し、材料の滑りを均一化することで割れを効果的に抑制します。
金型設計支援ソフトウェア
高度なシミュレーション機能を備えたソフトウェアは、金型の応力分布や材料の伸びを予測し、最適な金型形状を設計するのに役立ちます。
材料特性評価装置
材料の引張試験や伸び特性を正確に測定できる装置は、加工前に材料の適性を評価し、不良リスクの高い材料の使用を避けるために不可欠です。
加工条件モニタリングシステム
加工中の圧力や速度などをリアルタイムで監視・記録するシステムは、加工条件のずれを早期に検知し、不良発生を未然に防ぐためのフィードバックを提供します。
