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電子機器を安全に、または機械が滞りなく稼働し続けるために何が重要なのか疑問に思ったことはありませんか？ おそらく、シートメタルエンクロージャが舞台裏で重労働を担っています。 シートメタルエンクロージャの核となるのは、薄く平らな金属板で作られた頑丈な特注ケースです。板金部品これらのエンクロージャは、繊細な回路基板から重い工業用機器まであらゆるものを保護し、保護、構造、そして時にはちょっとしたスタイルも提供します。フォクセン で板金加工の細部まで時間をかけて調査してきた者として、これらのエンクロージャには目に見える以上のものがたくさんあると断言できます。実際のノウハウとそれを裏付けるいくつかの数字を使って、段階的に説明しましょう。
基本: 私たちは何に取り組んでいるのか?
板金エンクロージャは、板金部品は、金属板を切断、曲げ、溶接などの工程で作り上げる部品です。鋳造部品や機械加工部品では材料が追加されたり削られたりしますが、この工程全体を通して金属の厚さが一定であるため、魔法のようなことが起きます。紙を箱に折りたたむようなものだと考えてください。紙は厚くなったり薄くなったりせず、形が変わるだけです。こうした筐体の一般的な材料には、冷間圧延鋼 (SPCC)、ステンレス鋼 (SUS304)、アルミニウム (6061 または 5052) などがあり、それぞれ独自の利点があるため選ばれています。たとえば、SPCC は手頃な価格で成形しやすいため、厚さ 3.2 んん までの筐体によく使用されます。一方、SUS304 は引張強度が約 505 MPa で耐腐食性があり、より厳しい環境にも耐えます。
適切な材料を選ぶことは、手元にあるものだけを考えるのではなく、筐体に何が必要かを考えることです。バッテリー筐体に軽量のものが必要ですか? アルミニウムは最適です。アルミニウムは弾性係数が低い (70 成績) のに対し、ステンレス鋼は 200 成績 です。つまり、曲げても元に戻りにくいということです。コストが心配ですか? SPCC なら予算を抑えることができます。重要なのは、金属をミッションに合わせることです。
作り方: 平らなシートから完成した筐体まで
平らな板を機能的な筐体に変える作業は、手作業によるプロセスであり、まさに職人技が光るところです。ここでは、作業現場から得た実用的な詳細を交えながら、作業の一般的な流れを説明します。
ステップ1: 形を切り取る
まず、金属を適切な平らな形に切断します。これをブランキングと呼びます。これを行うにはいくつかの方法があります。
レーザー切断: 0.1mmまでの精度で複雑なデザインに最適です。少し高価ですが、複雑なデザインには最適です。 板金部品。
CNCパンチング: プログラムされたパンチを使用して速度と精度 (約 0.15 んん) を高め、エンクロージャの大量生産に最適です。
剪断: 基本的な長方形用のシンプルで低コストのオプションですが、精度は 0.2 んん 未満で低くなります。
選択は部品によって異なります。多数の穴があるステンレス鋼の筐体の場合、レーザー切断によりエッジがきれいかつ正確になります。
ステップ2: 形に曲げる
次に、プレスブレーキを使用して、その平らな部分を 3D 形状に曲げます。ここからが技術的で、少し難しいところです。曲げ半径 (R) と材料の厚さ (t) は非常に重要です。割れを防ぐために、半径を少なくとも厚さ (低炭素鋼の場合は 1.0t など) と同じにしておくのがよい目安です。小さすぎると外側の繊維が裂け、大きすぎると余分なスプリングバックと格闘することになります。ここでは、最小直線エッジ高さの式が役立ちます。
h ≥ r + 2t
厚さ 1 んん、半径 1 んん の鋼板の場合、形状を保持するには直線エッジが少なくとも 3 んん 必要です。
スプリングバックは曲げ加工における不確定要素です。これは、金属の弾性によって生じる、圧力がなくなった後の厄介な跳ね返りです。アルミニウムは降伏強度が低いため (6061-T6 の場合、約 276 MPa)、ステンレス鋼ほど苦労することはありません。私たちは、金型を微調整してスプリングバックを 20 ～ 30% 削減したり、目標角度より少し曲げて補正したりして、スプリングバックに対処します。
ステップ3: すべてを結合する
曲げた後は、多くの場合、部品を接合する必要があります。ここでは溶接が重要な役割を果たします。
CO2溶接: スチール製の筐体に適した高速かつ強力な、優れた耐錆性を備えています。
アルゴンアーク溶接: アルミニウムまたはステンレス鋼に最適で、きれいで高品質な溶接を実現します。
バッテリーの筐体の場合、軽量でありながら堅牢性を保つために、アルミニウム板をスポット溶接することがあります。 重要なのは歪みを防ぐことです。 すべてをまっすぐに保つために、治具を使用したり、溶接の順序を微調整したりすることもあります。
ステップ4: 仕上げ
最後に、表面処理を施します。冷間圧延鋼には、錆を防ぐためにリン酸コーティングと塗装が施され、アルミニウムには、滑らかで耐久性のある仕上げのために陽極酸化処理が施されます。ステンレス鋼の場合は、そのままで、ブラシ仕上げでスタイリッシュに仕上げるのがよいでしょう。これらの手順により、外観と耐久性が向上します。板金部品風雨にさらされる囲いのような。
スプリングバックが重要な理由（そしてその対処方法）
工場現場からの注意点: スプリングバックは、準備ができていないと、作業に支障をきたす可能性があります。これは、降伏強度や弾性率などの材料の特性と、それを曲げる方法に関係しています。冷間圧延鋼の筐体を例に挙げてみましょう。その高い硬化指数は、曲げ角度の 10% 以上でスプリングバックする可能性があることを意味します。これを一定に保つには、次の方法があります。
より永久的な変形を強制するには、より小さな曲げ半径 (r/t 約 2 ～ 3) を使用します。
曲げ力をもう少し増やすと（たとえば、50kN から 65kN に上げると）、スプリングバックが 15% 削減されます。
形状を所定の位置に固定するために、ゼロギャップダイを使用して金型を設計します。
200 成績 という高弾性率を持つ SUS304 ステンレス鋼の筐体の場合、多段階曲げにより 15% の跳ね返りを扱いやすいレベルまで抑えることができます。重要なのは、金属とツールをよく知ることです。
板金エンクロージャが優れている理由は何ですか?
では、なぜ板金製の筐体を選ぶのでしょうか? 板金製の筐体は丈夫で、適応性が高く、コスト効率に優れています。回路をシールドする電子筐体、腐食に耐えるステンレススチール製のボックス、重量を抑えたバッテリー筐体など、板金部品お届けします。フィットするようにカスタムカットされ、仕様に合わせて曲げられ、長持ちするように仕上げられており、データセンターから自動車用ギアまであらゆる用途に最適です。さらに、0.1mm の精度を実現するレーザー切断などのプロセスにより、他に類を見ない精度が得られます。
まとめ
板金エンクロージャは単なる箱ではありません。平らな板から生まれたカスタマイズされたソリューションです。板金部品最先端の技術と昔ながらのノウハウによって形作られています。3.2mm のスイートスポットのために SPCC を選択することから、h ≥ r + 2t などの公式を使用して曲げることまで、すべてのステップが正しいことを目指しています。確かに、スプリングバックは私たちを困らせますが、適切な調整 (半径を小さくする、よりスマートな金型、少し余分な力) により、私たちはそれを制御できます。次に洗練された金属製のケースを目にしたとき、その背後に、フィットし、機能し、長持ちするようにするための職人技の世界があることが分かるでしょう。