プレスブレーキ加工プロセス：詳細ガイド

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公開日： 2025年1月14日

I. プレスブレーキの概要

広大な板金加工の世界では、金属を機能的かつ美しい製品に成形・加工・変形させるために、さまざまな技術や工程が用いられています。その中でも、精度、汎用性、そして広範な使用実績で際立っている技術が、プレスブレーキです。.

プレスブレーキ加工は、金属板製造において板やプレートを成形・曲げるためによく用いられる工程です。製造業、自動車、航空宇宙、建設など、数多くの産業で採用されています。.

この加工工程は、プレスブレーキ, と呼ばれる機械に関係しており、これはパンチとダイで構成され、ワークピースに圧力を加えて曲げることで特定の角度を形成します。板やプレートはパンチとダイの間に置かれ、加圧によって成形・曲げ加工が行われます。.

パンチはワークピースに圧力を加え、曲げさせ、ダイの形状に沿わせます。パンチとダイの位置を調整することで、曲げ角度や長さを制御できます。他の金属成形方法と比較して、プレスブレーキ加工には以下のような利点があります。.

金属を正確かつ繰り返し曲げることができ、寸法が正確な部品を製造できます。さまざまな板厚やサイズに対応可能です。この工程は柔軟性が高く、単純な曲げ形状から複雑な曲げ形状まで作ることができます。.

プレスブレーキは、ブラケット、エンクロージャー、フレーム、パネル、構造部品など、さまざまな部品の製造に使用されます。高効率で経済的であり、高精度かつ一貫性のある大量の金属部品を生産することができます。.

経験豊富な方であっても初心者であっても、正確で高品質な結果を得るためには、プレスブレーキ加工の工程を理解することが非常に重要です。本記事では、そのプレスブレーキ加工の仕組みを解き明かします。.

II. プレスブレーキ機械の構成要素

このプレスブレーキは基本的に、ベッド、プレスブレーキラム、上型パンチ、下型ダイ、バックゲージで構成されています。ベッドとラムはプレスブレーキの重要な部分で、機械全体の構造を支え、打ち抜き工程に必要な安定性と力を提供します。.

上型パンチは、プレスブレーキの最終的な工具で、圧力を加えてワークピースを成形します。下型ダイはワークピースを支え、形状を打ち抜くための下部工具です。バックゲージは産業用プレスブレーキの重要な補助装置で、ワークピースの位置決めと支持を行い、打ち抜き工程における精度と一貫性を確保します。.

これらの部品が連携することで、プレスブレーキはさまざまな打ち抜き作業を実現し、金属加工や製造業に広く応用されています。.

III. プレスブレーキ加工工程

プレスブレーキの選定

金属板のサイズや厚みに適したプレスブレーキを選びます。プレスブレーキにはさまざまな寸法や加圧能力があり、異なる曲げ要求に対応できます。.

機械の設定

プレスブレーキは、滑らかな面（ベッド）と、金属を下方に押し付ける上部部品（パンチ）で構成されています。板金の正確な曲げ位置は、使用する工具（上型パンチと下型ダイ）によって決まります。オペレーターは、必要な精密な曲げ角度や成形する材料に応じて工具を選択します。.

適切な準備は金属成形の成功に不可欠です。プレスブレーキ用の材料は、機械に投入する前に分割、板状加工、所定の長さに切断する必要があります。一般的な選択肢には、鋼、アルミニウム、ステンレス鋼があります。成形工程に影響を与える可能性のある破片や汚染物を除去するため、シートを十分に清掃してください。

プレスブレーキで一般的に使用される材料:
- 軟鋼: 曲げやすく、強度と手頃な価格のため構造用途で広く使用されます。.
- ステンレス鋼: 耐食性が高く強度もあり、食品加工や建築などの産業に最適です。.
- アルミニウム: 軽量で優れた耐食性を持ち、航空宇宙や自動車分野で一般的に使用されます。.
- 高強度合金: 引張強度を高める必要がある荷重支持部品に使用されます。.
- 真鍮と銅: 装飾用途や電気用途に適した柔らかい金属です。.
曲げに影響する主要な材料特性:
- 引張強さ: 材料を破損させずに曲げるために必要な力を決定します。.
- 延性: ひび割れを起こさずに塑性変形する材料の能力に影響します。.
- 厚さ: 厚い板は変形を防ぐためにより高い加圧力と大きな曲げ半径が必要です。.
- 繊維方向: 特にアルミニウムのような材料では、繊維方向に対して垂直に曲げることでひび割れのリスクを減らせます。.

金属板を必要なサイズに切断し、プレスブレーキ成形工程に影響を与える可能性のあるバリや鋭利なエッジを除去します。.

ワークピースの位置決め

金属板をパンチとダイの間のプレスブレーキベッドに置き、バックゲージと基準点に合わせて正確な曲げを確保します。.

工具の調整

必要な曲げ角度と材料の厚さに合わせてパンチとダイの位置と整列を調整し、適切な加工を確保しますワークピースに加えられる曲げ力そして潜在的なリスクを排除します。.

バックゲージの調整

手動またはCNC制御を使用して曲げ寸法に従ってバックゲージの位置を設定します。サンプルワークピースで試験し、精度を確保します。.

プログラミング

プレスブレーキがCNCを搭載している場合、必要な曲げシーケンスをプログラムする必要があります。これには、曲げ角度、曲げ長さ、工具パラメータが含まれます。このプロセスにより、精密で一貫した曲げが可能になります。.

曲げ工程

プレスブレーキを起動し、パンチを金属板に押し下げ、工具に向かって押し込みます。機械によって発生する曲げ力は材料の降伏強度を超え、塑性変形が起こり、所望の形状が形成されます。パンチの下降深さが曲げ角度を決定します。.

解放

所望の曲げが達成されたら、パンチを引き戻し、曲げられた金属片を機械から取り外します。.

複数回の曲げの繰り返し

ワークピースに複数の曲げが必要な場合、オペレーターは金属を再配置し、必要に応じて曲げ工程を繰り返します。.

検査と品質管理

プレスブレーキによる金属成形は一見単純な概念ですが、精度を維持するのはしばしば難しいことがあります。成形部品の寸法精度、角度、たわみを確認します。もし偏差が見つかった場合は、工具や機械設定を必要に応じて調整してください。.

仕上げ作業

曲げ後、成形部品はプログラムの特定要件に応じて、トリミング、バリ取り、溶接、表面仕上げなどの他の作業を行うことができます。.

一般的プレスブレーキ成形の種類

1. エアベンディング

工程エアベンディングは、材料と金型底面が完全に接触しない状態で、板金をV字型の金型に押し込む方法です。曲げ角度はパンチストロークの深さによって決まります。.
利点:
- 他の方法と比べて必要な力が少なく、機械の摩耗を減らし、工具寿命を延ばします。.
- 同じ工具でさまざまな角度を実現できる柔軟性があり、工具交換やセットアップ時間を最小限に抑えます。.
- 幅広い材料や板厚に対応できるため、非常に汎用性があります。.
制限事項:
- 材料変形が限定的なため、スプリングバックの影響を受けやすい。.
- ボトミングやコイニングよりやや精度が劣るため、精度確保にはCNC調整が必要です。.
用途軽量部品の製造、例えば自動車のパネルやHVAC部品などで一般的に使用される。.

2. ボトミング

工程ボトミングでは、材料をVダイの底までしっかり押し込み、その形状に密着させるが、プレスブレーキのパンチとダイは金属と完全には接触しない。この方法はエアベンディングよりも高いトン数が必要となる。.
利点:
- エアベンディングと比較して、ばね戻りが少なく、より正確で一貫した曲げが可能。.
- 厳密な公差や再現性が求められる用途に最適。.
制限事項:
- 各曲げ角度に特化した工具が必要となり、工具コストが増加する。.
- 高い力の要求により、工具の摩耗が早まり、メンテナンスの必要性が増す可能性がある。.
用途精度が重要な航空宇宙や建設などの産業で使用される。.

3. コイニング

工程コイニングでは、パンチを材料の降伏点を超えて埋め込み、永久的な変形を生じさせる。この方法はエアベンディングの最大30倍の力を使用する。.
利点:
- 材料への深い浸透により、ばね戻りが最小限で非常に精密な曲げを実現。.
- 複雑な形状でも非常に一貫した結果を得られる。.
制限事項:
- 高い力の要求により、工具の摩耗やエネルギー消費が増加する。.
- 各曲げ設計に専用の工具が必要なため、柔軟性が制限される。.
用途医療機器や精密な電子機器筐体など、高精度が求められる用途に最適。.

IV. 考慮すべき主要な要因

材料の種類： アルミニウム、鋼、ステンレス鋼など、異なる金属は異なる曲げ特性を持つ。.

材料の厚さ： 厚い材料は曲げにより多くの力を必要とし、より大きく頑丈な機械が必要になる場合がある。.

曲げ角度と半径： これらはすべて、パンチとダイの選択、およびパンチがダイに押し込まれる深さに依存します。.

繊維方向金属には繊維構造があり、繊維方向に対して直角に曲げる場合は、繊維方向に沿って曲げる場合とは異なる特性が生じることがあります。.

戻り（リバウンド）： 曲げ力を取り除くと、金属はわずかに元の形状に戻ろうとします。この現象を戻り（リバウンド）と呼び、正確な曲げ角度を得るためには考慮する必要があります。.

Ⅴ.　プレスブレーキにおける安全性

まず第一に、, 作業者は安全帽、保護メガネ、耳栓、手袋、防護服など、適切な保護具を着用しなければなりません。これらの装備は、金属片の飛散や騒音の影響など、事故による怪我から作業者を守ります。.

次に、, 作業者は安全操作規則を遵守しなければなりません。プレスブレーキを使用する前に、機械の動作原理や操作要件を理解するための関連訓練を受ける必要があります。作業者は機械のパラメータ設定方法や、ワークを安全に設置・固定する方法を知っておくべきです。さらに、安全制限や警告信号を理解し、操作マニュアルの指示に従う必要があります。.

最後に、, 緊急時には、安全に装置を停止できるよう緊急手順を定めておく必要があります。緊急事態には、機械の故障、ワークの詰まり、作業者の負傷などが含まれます。これらの状況では、緊急停止ボタンを押す、電源を切る、助けを求めるなどの措置を直ちに取るべきです。すべての作業者はこれらの緊急手順に精通し、定期的な訓練や演習に参加することで、様々な緊急事態に対応できるようにします。.

Ⅵ.　用途と産業分野

プレスブレーキは、金属加工における精密工学と強大な力の融合を体現しています。この多用途な工具は、板金を希望の形状に精密に曲げることができ、多くの産業で役立っています。.

自動車のボディの滑らかな曲線から、航空機の頑丈なフレーム、そして優雅な家具デザインに至るまで、プレスブレーキは構想を形にする上で重要な役割を果たしています。.

自動車産業

自動車産業では、プレスブレーキは不可欠です。高級車の美しい曲線からトラックの頑丈な曲げ加工まで、車両の複雑なデザインはプレスブレーキの精度に支えられています。車体、シャーシ、ドア枠やバンパーなどの小さな部品に至るまで、プレスブレーキは各部品が完璧にフィットするよう加工し、車両の機能性と美観に貢献します。.

航空産業

厳しい安全性と精度の要求がある航空業界では、プレスブレーキが大きく依存されています。航空機のフレーム、翼の部品、さらには機内キャビン構造まで、プレスブレーキの助けを借りて製造されます。さまざまな金属合金を扱える能力と精密さを兼ね備えたこの工具は、航空機部品が軽量かつ耐久性を備え、航空業界の厳しい要求を満たすことを保証します。.

家具製造

美しさと機能性が融合する家具の世界でも、プレスブレーキは活躍しています。ガラストップテーブルの洗練されたフレームや金属製チェアの精巧なデザインなど、現代の金属家具はプレスブレーキを用いて成形されます。この工具の多用途性により、伝統的な製法から前衛的な作品まで幅広く対応でき、さまざまな消費者の好みに応えることができます。.

小型部品 vs. 長尺部品

プレスブレーキの際立った特徴のひとつは、異なるサイズのワークピースに対応できる適応性です。.

小型部品の製造： 小さな部品の製造を必要とする産業向けに、プレスブレーキは繊細な加工に対応できるよう調整可能です。これには、電子部品の製作、小型家電の金具の製造、さらには精巧なジュエリーの製作などが含まれます。現代のプレスブレーキの精度により、最小の部品でも完璧に仕上げることができます。.

長尺部品の製造一方で、プレスブレーキは長い金属板の加工にも優れています。この能力は、長尺の金属梁やチャンネル、その他の構造部材が必要とされる建設業などで不可欠です。長く均一な曲げ加工を行えるプレスブレーキは、これらの部材の構造的な強度と一貫性を確保します。.

VII. プレスブレーキ加工の利点

精度と柔軟性

素材を問わない正確な曲げ加工特にCNCモデルの現代的なプレスブレーキは、優れた精度を備え、生産工程での繰り返し精度を実現します。最小限の金型交換で幅広い板厚に対応でき、さまざまな用途に活用できます。.
カスタマイズ能力CNCシステムにより、オペレーターは特定の曲げ順序や角度をプログラムし、独自のプロジェクト要件に合わせることができ、特注部品の製造に柔軟性をもたらします。.
材料廃棄の削減高度なプレスブレーキは正確な曲げ加工によってエラーや手直しを最小限に抑え、材料を節約し、廃棄率を低減します。.

コスト効率

労働コスト削減CNCプレスブレーキの自動化により、高度な技能を持つ作業者の必要性が減少します。使いやすいインターフェースと自動セットアップにより、人件費を抑えつつ高い生産性を維持できます。.
材料の節約プレスブレーキの精度により、不良品が減少し、材料の無駄や関連コストを削減できます。.
長期的なコスト削減高度なプレスブレーキは初期投資が高額になる場合がありますが、その効率性、メンテナンスの少なさ、低いエラー率によって、長期的にはこれらのコストを相殺できます。.

持続可能性の利点

省エネルギー: サーボ電動式およびハイブリッド式のプレスブレーキは、従来の油圧システムと比較して大幅に少ないエネルギーを消費します。回生ブレーキのような機能により、エネルギーを回収して再利用し、運用コストと二酸化炭素排出量を削減します。.
環境負荷の低減: 高度なプレスブレーキは材料の利用効率を最適化し、廃棄物を削減することで、持続可能な製造工程に貢献します。さらに、バイオベースの油圧作動油は従来の作動油に代わる環境に優しい選択肢を提供します。.
騒音・振動の低減: 最新の設計には、防音システムや振動キャンセル技術が組み込まれており、より環境に配慮した作業環境を実現します。.

VIII. プレスブレーキにおける課題

材料のスプリングバック問題

原因: スプリングバックは、材料が持つ弾性特性により、曲げた後に元の形状に戻ろうとする現象です。これはアルミニウムや高強度鋼などの材料で一般的です。.
解決策:
- スプリングバックを補正するために、希望角度よりわずかに過剰に曲げる。.
- 曲げ加工中にリアルタイムで角度を動的に調整するCNCシステムを活用する。.

中小企業における財務的障壁

課題: CNCやサーボ電動式プレスブレーキなどの高度な機械は、初期費用が高く、中小企業にとっては導入が難しい場合があります。.
潜在的な解決策:
- リースや融資の選択肢を利用することで、大きな資本投資なしに高度な技術を導入できる。.
- 省エネ機械の導入に対する政府の補助金や税制優遇措置により、財務的負担を軽減できる。.

オペレーターの技能要件

課題: 高度なプレスブレーキを操作するには、CNCプログラミング、図面読解、安全プロトコルなどの専門的な訓練が必要です。.
解決策:
- 工具のセットアップ、パラメータ調整、品質管理などの技術的スキルに焦点を当てた体系的な研修プログラムを実施する。.
- AI駆動の自動化やIoT対応の監視システムなど、新技術に関する継続的な教育を提供する。.

IX. よくある質問

1. プレスブレーキとは何で、どのように動作するのか？

プレスブレーキは、製造工程で金属板を曲げるために使用される工作機械です。パンチとダイのシステムを使用し、板をベッドに置いて固定します。ラムがパンチを動かし、板をダイに押し付けて変形させ、曲げを作ります。種類には、機械式、油圧式、空気圧式、サーボ電動式があり、それぞれ精度や適用性が異なります。.

2. プレスブレーキにはどのような種類がありますか？

プレスブレーキにはいくつかの種類があり、それぞれ独自の特徴があります。機械式プレスブレーキは高速ですが精度が低めです。油圧式プレスブレーキは精密で、厚い材料にも対応できます。空気圧式プレスブレーキは軽作業向きです。サーボ電動式プレスブレーキは曲げ工程の精密な制御と自動化を可能にします。ハイブリッドプレスブレーキは技術を組み合わせて性能を最適化します。.

3. プレスブレーキ成形の制限と用途は何ですか？

プレスブレーキ成形は金属板の曲げに多用途ですが、材料サイズの制約、スプリングバックの問題、高コスト、安全性の懸念、熟練オペレーターの必要性などの制限があります。複雑な形状よりも単純な曲げに適しています。それでも、産業用途において精度と柔軟性を確保するために不可欠であり、機械式、油圧式、空気圧式、サーボ電動式などの各種プレスブレーキが特定の作業に使用されます。.