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板金製造は、金属コンポーネントを製造するための非常に多用途でコスト効率の高い方法です。ただし、成形、スタンピング、曲げ、切断などのさまざまな製造技術を通じて製造された製造部品の物理的または美的特性を向上させるために、追加の後処理または仕上げが必要になることがよくあります。たとえば、アルミニウム板金の表面は耐久性と耐食性が高いことで知られています。
最新の板金製造に使用できる板金仕上げオプションには、いくつかの種類があります。プロセスを合理化するために、この記事では一般的な高品質の板金仕上げオプションを検討し、適切な仕上げを選択するためのガイダンスを提供します。始めましょう！
板金仕上げ
適切な板金仕上げ技術を選択するためのヒント
板金製造および仕上げソリューションのエキスパート – ZONZE
このセクションでは、板金製造部品の一般的な仕上げオプションに焦点を当てます。ただし、ここにリストされているオプションはすべてを網羅しているわけではなく、他のオプションも利用可能です。ZONZE は板金製造および仕上げソリューションに関する支援を提供します。
標準仕上げとは、最終部品に追加の仕上げを行わないことを指します。これは通常、基材がアプリケーション環境の要件を満たしている場合に使用されます。たとえば、腐食環境で使用される 316 ステンレス鋼部品は、ステンレス鋼が本来そのような環境に適しているため、酸洗と不動態化を除いて追加の仕上げを必要としないことがよくあります。さらに、場合によっては、部品の自然な外観が魅力的であると考えられ、部品を完成させないもう 1 つの理由となります。
電着とも呼ばれる電気メッキは、一般的に使用される金属シートの仕上げ方法です。これには、薄板金属部品の表面に薄い犠牲金属層を堆積することが含まれます。これを達成するには、電解質の存在下で犠牲金属をアノード上に配置し、金属シート部品をカソード上に配置します。これら 2 つの金属は、電流を通じて化学的に結合します。
さまざまな電気めっき材料から選択でき、それぞれに独自の性能特性があります。Runsom Precision では、ニッケル、錫、および化学ニッケルめっきの板金部品の電気めっきサービスを提供しています。電気めっきを使用する場合、元の部品の公差が最終めっきの厚さを考慮する必要があることに注意することが重要です。
電気めっきはコンポーネントの導電性を高め、放射線耐性を高めることができるため、放射線シールドを製造する一般的な方法となっています。
サンドブラストは、板金製造で一般的に使用される仕上げプロセスです。研磨媒体として砂またはガラスビーズを使用するため、一般的なサンドブラストに比べて表面の荒れが少なくなります。この方法では、より低い空気圧を使用し、部品の表面から除去される材料を減らします。サンドブラストは主に、ツールマークやその他の見苦しい欠陥を除去し、均一な表面仕上げを実現するために使用されます。さらに、サンドブラストは金属シートの木目の方向を曖昧にすることができるため、レーザーカットされた金属部品の一貫した外観を作成するのに有利です。
ビード ブラストは、マット仕上げを実現できる見た目に魅力的な板金表面処理と考えられており、高い外観品質を必要とするアルミニウム板金部品に人気の選択肢となっています。サンドブラストは、必要に応じて他の仕上げプロセスと組み合わせることができ、美的特性が必要な部品に特に適しています。
陽極酸化処理は、主にアルミニウムやチタンの板金部品に使用される仕上げ方法です。これには、電気化学プロセスを通じて板金部品の表面に耐食層を形成することが含まれます。
陽極酸化処理中、板金部品は酸性電解液に浸漬され、通電されます。これらの要素の相互作用により、板金部品の表面が完全に統合された陽極酸化層に変化します。
タイプ I: このタイプはあまり一般的ではありませんが、主に航空宇宙用途で、薄くても耐食性の高いコーティングを作成するために使用されます。
タイプ II: クラス 1 とクラス 2 に分かれるタイプ II は、さまざまな色に染色できる薄い酸化物層を生成し、美的魅力と耐食性の両方を提供します。クラス 1 は未染色のコーティングを表し、クラス 2 は染色されたコーティングを指します。Type II 陽極酸化処理では黒が最も一般的に使用されますが、クリア、ブルー、レッド、ゴールド、イエロー、オレンジ、グリーン、パープルなどの他の色も利用できます。
タイプⅢ： このタイプはより厚いコーティング (タイプ II の約 2 ～ 4 倍の厚さ) を生成し、同じレベルの耐食性を維持しながら耐摩耗性が向上します。クラス 1 は透明なハード コーティングを表し、クラス 2 は黒色のハード コーティングを表します。
陽極酸化処理により、さまざまな表面仕上げと色を実現できます。機械部品、精密機器、航空機、自動車部品などの製造に使用される多用途の仕上げ加工です。
名前が示すように、化学ニッケルめっきは、めっき材料への電気化学的作用に依存するのではなく、部品を化学的にめっきするため、他の電気めっき方法とは異なります。
ニッケルメッキは、さまざまなレベルのリン含有量を含むコーティングの一種で、硬度と耐摩耗性を低下させながら耐食性を向上させることができます。このタイプのコーティングの利点は、他のコーティング方法では到達するのが困難またはアクセスできない表面であっても、すべての表面を均一にカバーできることです。したがって、複雑な形状の板金部品に適した表面処理オプションの 1 つです。さらに、化学ニッケルめっきは、より広範囲の金属表面に適用できます。この仕上げ材には、機械的特性を高めるために熱処理を施すこともできます。
他の板金製造仕上げと比較して、粉体塗装は利用可能な色の範囲が最も広いものの 1 つです。また、テクスチャ、光沢、半光沢、メタリック、フラット仕上げなど、さまざまな表面仕上げを作成することもできます。
粉体塗装とは、素材の表面に粉体塗料を塗布する化粧加工方法です。板金製造では、金属を焼き付けてその表面に塗料を付着させ、耐食性と耐摩耗性の両方を備えた耐久性のある層を形成します。したがって、粉体塗装はコンポーネントの外側に堅牢な層を形成することで、従来の塗装方法を超えています。
電子コーティングとしても知られる電気泳動コーティングは、電流を使用して金属表面にペイントを塗布する方法です。このプロセスにより、より優れた腐食保護が提供され、製品の耐久性が向上します。電子コーティングには粉体塗装と似ていますが、明確な利点があります。
電気泳動塗装プロセスでは、エポキシ樹脂、スラリー、脱イオン水を含む化学溶液に板金部品を浸漬します。溶液に特定の電圧を印加すると、コーティングが金属に付着します。この正確な技術により、ミクロンレベルの精度まで均一なコーティング厚さが保証されます。
金属部品に金および銀のコーティングを施すには、電気めっきプロセスが使用されます。
電着塗装（E塗装）
金は優れた導体であり、腐食、変色、酸化に強いです。したがって、電気接点にとって理想的なコーティングです。また、金ははんだ付け性に優れているため、電子部品に適しています。金メッキにはさまざまな種類と等級があります。通常、種類はメッキに使用される金の純度を表し、クラスは厚さを示します。
銀メッキには金メッキに比べていくつかの利点があります。優れた電気的特性を備えており、金よりもコスト効率が優れています。ただし、この技術を適用すると、板金部品が酸化しやすくなり、最終的には導電性が低下します。
化成皮膜としても知られる化学皮膜コーティングはシーラントコーティングとみなされ、追加の耐摩耗性を与えることなく耐食性を提供します。ただし、化学フィルムコーティングには、導電性を維持し、塗料や粉体塗装の基材への密着性を促進するという追加の利点もあります。これらのコーティングは、後で陽極酸化仕上げで覆うこともできます。化学皮膜コーティングのいくつかの分類は次のとおりです。
タイプ 1: このタイプは、金色または茶色のコーティングを生成する厳しく規制されている化学物質である六価クロムが含まれているため、一般的には使用されません。
タイプ 2: ジルコニウム、チタン、三価クロムを使用し、クリア被膜を形成します。これは、航空宇宙および軍事用途に使用される標準化された化学フィルムコーティングです。
クラス1A: このタイプは、基材の耐食性を高めることを目的としており、装飾または耐食性コーティングのプライマーとしても機能します。このコーティングは通常、クラス 3 コーティングよりも厚いです。
クラス 3: このクラスは、導電性に影響を与えることなく、より高い耐食性を提供するために開発されました。
不動態化は、ステンレス鋼またはその他の合金を酸溶液に浸漬して表面から遊離鉄を除去し、金属を「不動態化」する表面仕上げプロセスです。
残留元素は金属表面の反応性を変化させ、より錆びにくく腐食しにくい仕上げを形成する可能性があります。溶接、切断、研削などのプロセスでは、金属シートの表面を変化させる可能性のある異物が混入するため、次のステップとして不動態化が推奨されます。不動態化により金属の耐食性を高めることができます。ただし、プロセスを成功させるには、不動態化の前に金属を徹底的に洗浄することが不可欠です。そうしないと効果がなくなる可能性があります。場合によっては、切断、研削、溶接などのプロセス中に表面が損傷すると腐食が発生し、不動態化が必要になることがあります。部品の耐用年数中にプロセスの再適用が必要になる場合があります。
板金の表面仕上げの知識を理解するだけでは十分ではありません。適切な仕上げプロセスを選択する方法を知ることも重要です。最適な板金仕上げソリューションを選択するには、次の要素を考慮してください。
使用する板金仕上げの種類を決定することが重要です。適切なオプションを選択する前に、利用可能なすべての価格オプションを確認してください。たとえば、陽極酸化処理は非常に高価になる可能性があります。したがって、最良の結果を達成するには、コストと品質のバランスをとる方法を理解することが不可欠です。
使用できる板金仕上げ技術は、使用している材料の種類によって異なります。一部の板金仕上げプロセスは、特定の素材にのみ適しています。たとえば、陽極酸化処理はアルミニウムとチタンのみに対応しています。
材料には異なる硬度レベルがあることを認識することも同様に重要です。柔らかい金属シートにサンドブラストなどの研磨仕上げソリューションを使用すると、コンポーネントが損傷する可能性があります。
板金仕上げは、美的特性または機能的特性を向上させるための理想的な選択肢です。前述の仕上げソリューションはそれぞれ、程度は異なりますが、美的目的に適しています。同様に、さまざまな程度の機能的有用性もあります。たとえば、ステンレス鋼板の仕上げは美的理由のみで必要な場合がありますが、アルミニウム板金の仕上げは美観と機能の両方の目的で必要な場合があります。
板金仕上げを選択する際には、コーティングの厚さも重要な考慮事項です。前述の仕上げオプションに共通する観察の 1 つは、コーティングの厚さに依存することです。前述の仕上げのコーティング厚さの例をいくつか示します。
陽極酸化処理では、種類に応じて 0.5 μm ～ 150 μm の範囲の厚さを生成できます。
電気メッキでは通常、5 μm ～ 25 μm の範囲の厚さが得られます。
粉体塗装の場合、通常、厚さは 35 μm ～ 200 μm になります。
板金仕上げ技術を選択する場合、生産速度が非常に重要です。納期が厳しい場合は、迅速な板金仕上げソリューションを選択してください。ただし、品質が高くなるとより多くの制作時間が必要になる可能性があるため、この考慮事項と品質のバランスをとることが重要です。
板金製造にはさまざまな表面処理が利用でき、それぞれが独自の視覚効果と用途を提供します。美観、耐久性、耐食性などの付加価値を提供できます。ただし、表面処理オプションが異なれば特性、性能、処理コストも異なり、すべてのオプションがすべての金属に適しているわけではありません。したがって、板金に適切な表面処理を選択する際には、その用途を考慮することが不可欠です。この記事では、プロジェクトに適切なプロセスを選択するための 10 の高品質仕上げプロセスと考慮事項について説明しました。
