魅惑的な金属紡績に興味がありますか? 未加工の材料が芸術作品に変身する魅惑的な金属加工の世界を探検しましょう。この記事では、金属紡績の歴史、進化、現在の用途を探求し、「金属紡績とは何か?」という質問に対する包括的な解決策を提供します。芸術、工芸、技術を融合したこの古くからの慣習の起源を探りながら、驚嘆する準備をしてください。金属紡績の適応性と古典的な魅力は、最も古い文明から今日まで人々を魅了してきました。さあ、金属紡績の世界へのエキサイティングな冒険に出かけましょう!
金属スピニングとは何ですか?
金属スピニング、またはスピン成形は、平らな円形のブランクまたはディスクから軸対称の球形を作成する金属加工方法です。このプロセスでは、ローラーと、ディスク ブランクの軸の周りを高速で回転するマンドレルを使用して、ディスク ブランクに横方向の力を加えます。マンドレルは構造的なサポートを提供し、最終的に完成品の形状を決定します。
金属スピニングとは、金属シートから金属を取り除くことなく、円形の金属シートを変形させてさまざまな形状を作成する方法です。 ディスクブランクは、マンドレルに巻き付けられてスピニングされるときに、引張力と圧縮力を受けます。 金属スピニングにより、開始時の金属シートの厚さを薄くすることができますが、完成した金属が必要なすべてのパラメータを満たすように、この変数を正確に調整する必要があります。
金属スピニング製品
金属のスピニングは、芸術と科学を組み合わせた古くからの金属加工技術です。古代エジプトの時代から使用されてきました。労働集約的な手作業から、コンピューター支援と数値制御 (CNC) による精密な製造方法へと進化しました。
金属スピニング工程は大幅に改善されたにもかかわらず、高い許容度と優れた仕上がり品質の製品を作るために、今でも手作業による金属スピニングが使用されています。さらに、金属スピニング機を手動で操作するには、長期にわたる見習い期間を通じて培われた並外れた手と目の協調性が必要です。
金属紡ぎは、金属を再加工する非常に古い技術です。最初に使用されたのは、古代エジプトの陶器製造で、手回しのろくろで使用されました。金属紡ぎは紀元前 3000 年にまで遡り、高速で回転するろくろの使用が技術の基礎となりました。金属紡ぎは木材や粘土の製造に使用され、現在まで受け継がれています。金属紡ぎは紀元前 25 年に円形の鉄の盾を作成するために使用されました。
金属紡績産業は中世に始まりました。この技術は、助手が大きなフライホイールを手で回して動かす木材紡績旋盤で、ティーケトル、花瓶、トロフィーを作るのに使用されました。
金属を回転させる機械
旋盤とローラーを組み合わせることで、金属のスピニングが可能になります。旋盤は、ワークピースを軸の周りで高速に回転させる機械です。また、金属の切断、研磨、穴あけなどにも使用されます。マンドレルは、金属のスピニング用に改造された旋盤装置の一部です。金属スピニング旋盤の必須コンポーネントは次のとおりです。
マンドレル
金属円盤は、最終製品と同じ内部形状を持つマンドレルと呼ばれる成形金型を使用して成形され、回転速度が上昇するにつれて対象物を安定させます。ワークピースは回転しながら連続的に回転し、しわや反りのない均一な変形が行われます。
金属ディスクは、マンドレルに装着されてローラーで加工される前に、オイルまたはワックスでグリースアップされます。潤滑は、ワークピースの表面仕上げの品質を高めるためにも役立ちます。
金属、アルミニウム、プラスチック、木材を加工して、便利なマンドレルにすることができます。試作と小ロット生産はどちらも、安価な材料を使用することでメリットを得られます。ローラーの圧力に耐えるには、金属は十分に硬くなければなりません。
ローラー
金属を回転させる際、硬いローラーが局所的な領域、つまり「部分加工領域」に力を加え、塑性変形が発生することがあります。ワークピースは、圧力がかかった状態でマンドレル上を通過することで成形されます。
ローラー ツールの設計には、回転するボール ローラーが組み込まれており、回転するワークピースを押す際の摩擦を最小限に抑え、熱の発生を最小限に抑えてローラーの寿命を延ばします。
ローラーは手動で操作できますが、これをうまく行うには、オペレーターに高度な能力と広範なトレーニングが必要です。CNC 加工は、よりリスクの高い手動生産プロセスの代替として、金属スピニング業界で広く使用されています。
回転金属図
他の金属加工プロセスと比較すると、金属スピニングではローラーからの局所的な力が比較的控えめです。その結果、強度対重量比の高い金属を、ほとんど労力とエネルギーをかけずに巨大なサイズで生産することができます。
ローラーの前進運動とワークピースの回転を連動させることで、材料に接線方向の流れが生成され、部品にわずかなねじれが導入されます。
テールストック
ワークピースは、旋盤の反対側の端にある主軸台によってマンドレルに保持され、心押台と一直線になります。ワークピースをクランプするために必要な力を加える装置は、そこに収納されています。
フォロワー
テールストックのスピンドルは、「フォロワー」と呼ばれるパッドを介してワークピースに圧力をかけます。完成した部品のベースはフォロワーと同じサイズです。
スピンドル
マンドレルは、主軸のスピンドル（シャフト）に固定されています。成形プロセス中、マンドレルとワークピースの両方が回転します。一方、フォロワーは、テールストックの回転スピンドルに取り付けられています。
ヘッドストック
スピンドルを駆動するために必要な動力を伝達する機構は、ヘッドストックと呼ばれるフレームに収納されています。この機構は回転速度を調整します。スピンドルとそれに取り付けられたマンドレルは、両方ともヘッドストックによって安定して保持されます。
旋盤ベッド
金属回転機の主軸台、心押台、およびその他の部品は旋盤ベッド上に載っています。
CNC（コンピュータ数値制御）による金属スピニング
コンピュータ数値制御 (CNC) 金属スピニングでは、旋盤を使用して金属スピニング プロセスを自動化および制御します。手動金属スピニングは、CNC 金属スピニングの最初の手順に似ています。圧力パッドは、CNC 旋盤のドライブ上でワークピースを所定の位置に保持するために使用されます。
成形プロセスのパラメータは CNC マシンにプログラムされています。次に、ワークピースは CNC 旋盤上で回転しながら金型に押し付けられます。手動旋盤と同様に、CNC 旋盤の回転力によって金属が金型に変形します。
低価格、高品質、滑らかな仕上げ、均一な CNC 金属スピニング粒子構造により、優れた選択肢となっています。さらに、サイズの変更許容範囲は 1/1000 インチまたは 1/100 ミリメートルです。
再生数値制御（PNC）による金属スピニング
PNC 金属スピニングでは、オペレーターはジョイスティックを使用してワークピースを手動で操作します。希望の形状が得られたら、その結果生じた変更をデータベースに保存し、オペレーターの正確な動作を再現するために繰り返し使用できます。正確な結果を得るには、効果のない部分を削除し、より効果的な新しい部分を追加するなど、プログラムに小さな変更と微調整を加える必要があります。
PNC による金属加工は、大量生産に適しています。再生モードでは、旋盤は元の部品の同一のコピーを必要な回数だけ自動的に作成します。最後に、ブランクを旋盤にロードし、オペレーターが再生サイクルを開始します。
金属スピニングの利点
金属スピニングには、鋳造、鍛造、機械加工に比べて多くの利点があります。他の方法と比較すると、金属スピニングは顧客に大幅なコスト削減をもたらします。
鍛造と鋳造では、通常、断面が厚くなるため、このプロセスによる材料収率は高くなります。完成品を作るには、大規模で高価な機械加工が必要になる場合があります。金属スピニングでは、製造後の機械加工を最小限に抑えるか、まったく行わずに、より薄い板材から製品が作られます。
材料の損失を最小限に抑え、機械のサイクル時間中に二次プロセスを完了することで、エンドユーザーにとって大幅なコスト削減が実現します。
ツールの費用削減
チャックとも呼ばれる金属スピニング マンドレルは、従来の鋳造、ダイ、パターン メーカーよりもシンプルで手頃な価格であるため、コスト効率に優れています。
スピニングに切り替えると、ツールの初期費用を大幅に削減できます。
リードタイムの短縮
PNC 旋盤や CNC 旋盤、一般的なシートやプレート材料を使用する金属スピニングは、従来型で複雑な製品を市場に出すのにかかる時間を大幅に節約できます。
引張強度の向上
回転中に加わる圧力と応力によって材料の引張特性が変化するため、部品は「加工硬化」されます。その結果、製品の重量が軽減され、信頼性と堅牢性が向上し、部品の耐用年数が延長されます。
さまざまなサイズの金属部品
Stockfield Metal Spinners で回転できる金属製品の直径は、数ミリメートルから 1.5 メートルを超えるものまでさまざまです。
金属スピニングプロジェクトにおける適切な計画の重要性
金属スピニングには、美的および機能的な用途があります。 驚くほど独創的な芸術的デザインを生み出すことができます。 また、耐久性とパワーに優れたツールの製造にも利用できます。
金属スピニングを何に使用する予定であっても、これらのガイドラインから利益を得ることができます。
オブジェクトの目的
うまくデザインするには、何をデザインするのかを知る必要があります。ただし、特定の目的を持つことで、デザインが導かれます。
円と半円は金属スピニングの基本要素です。したがって、金属スピニングの精度と適応性を最大限に引き出すには、デザインは完全な円をベースにする必要があります。
素材を選ぶ
金属を紡いだアートワークの厚さは、1 ミリメートルから 1 インチまでさまざまです。したがって、目標をどのように達成するかによって、最初に使用する材料が大きく左右されます。
エンジニアリング プロジェクトのコストは、厚さや直径などの寸法が少し変わるだけでも大幅に変わる可能性があります。事前に適切な材料を選択することにより、費用と無駄を最小限に抑えながらプロセスを最大限に高めることができます。
スピニングには、材料を薄く、硬くする効果があります。デザインを作成する準備をする際には、このことを覚えておいてください。
選択した直径
金属管は、金属スピニングで作られたアイテムの一般的な形状です。さまざまな厚さが可能です。
鋭い角の代わりに幅の広い角を使用すると、無駄になる材料が少なくなります。鋭い角よりも安価に製造でき、耐久性も向上します。
物の大きさについて考える
回転する金属製品の最終目的地が頭の中で明確になれば、自信を持って前進することができます。これにより、正しい寸法を概算することができます。
プロジェクトを 1/4 インチでも削減できれば、大幅なコスト削減が実現します。そうすれば、お金を無駄にせずに、本来あるべき場所、つまり会社の拡大に集中できるようになります。
自分の限界を明確にする
金属加工された物体の厚さは、全体にわたって一定である必要はありません。機械加工された製品の厚さを一定にする必要がある場合は、その旨を伝えてください。
許容差を詳細に記述すれば、エンジニアは圧力をどこにかけるべきかを正確に把握できます。許容差の仕様から費用対効果を確実に得るには、費用対効果分析を行うことが重要です。
経費を計算する
金属物体の回転加工は、少量の高品質な機械加工品が必要な場合に最適なオプションです。さらに、プロトタイプやユニークな作品もこの製造方法から大きな恩恵を受けます。
金属を回転させる場合、通常よりも強度が増します。金属の粒子が再調整されるため、強度が増します。コストを削減するには、鋼鉄ほど強度は高くないが、はるかに手頃な価格の金属を使用することもできます。予算を立てる際には、この点を考慮してください。
デザイナーに相談する
設計プロセスの早い段階でエンジニアを雇用すれば、時間と労力を節約できます。エンジニアは、使用したいリソースに関して豊富な経験を持っていると信頼できます。また、スパンメタルアートワークの直径と厚さについてもアドバイスできます。
金属を回転させる技術は、金属を本当に強化する強力な技術です。芸術作品を作成したり、大量に注文せずにコストを節約したりするために使用できます。
結論
メタルスピニングは、芸術、工芸、テクノロジーを組み合わせた古くからの金属加工技術です。この技術では、ディスクブランクの軸の周りを高速で回転するローラーとマンドレルを使用して、ディスクブランクに横方向の力を加えます。メタルスピニングにより、開始時の金属シートの厚さを薄くすることができますが、この変数は、完成した金属がすべての必要なパラメータを満たすように正確に調整する必要があります。メタルスピニングは古代エジプトから使用されており、労働集約的な手作業から、コンピューター支援および数値制御 (CNC) による正確な製造方法へと進化しました。メタルスピニング産業は、アシスタントによって駆動される木材スピニング旋盤の使用から中世に始まりました。
マンドレルは、金属スピニング用に改造された旋盤装置の一部です。金属ディスクは、マンドレルと呼ばれる成形ダイを使用して成形されます。この成形ダイは、回転速度が上昇しても物体を安定させます。ローラー ツールには、摩擦を最小限に抑えてローラーの寿命を延ばすために回転するボール ローラーが組み込まれています。CNC 加工は、リスクの高い手動製造プロセスの代替として、金属スピニング業界で広く使用されています。金属スピニングは、ワークピースをヘッド ストックでマンドレルに保持し、テール ストックと位置合わせするプロセスです。
テールストックのスピンドルは、「フォロワー」と呼ばれるパッドを介してワークピースに圧力をかけます。スピンドルとそれに取り付けられたマンドレルは、両方ともヘッドストックによって固定されています。CNC 金属スピニングでは、旋盤を使用してプロセスを自動化および制御します。PNC 金属スピニングでは、オペレーターがジョイスティックを使用してワークピースを手動で操作します。旋盤は、元の部品の同一のコピーを必要な回数だけ自動的に作成します。
金属スピニングの利点には、低価格、高品質、滑らかな仕上げ、均一な粒子構造などがあります。金属スピニングには、鋳造、鍛造、機械加工に比べて多くの利点があります。顧客にとって大幅なコスト削減、ツールの費用削減、リードタイムの短縮、引張強度の向上、そして美観と機能の両方の用途があります。金属スピニングを使用する場合は、適切な計画が不可欠です。なぜなら、金属スピニングは、驚くほど独創的で芸術的なデザインと、耐久性とパワーに優れたツールを生み出すことができるからです。金属製品の直径は数ミリメートルから 1.5 メートルを超えるものまでさまざまで、金属スピニングの精度と適応性を最大限に活用するには、オブジェクトの目的が完全な円に基づく必要があります。
金属をスピニング加工することは、強度を高める強力な技術であり、芸術作品の作成や、大量注文をしないことでコストを節約するために使用できます。アイテムの直径、アイテムのサイズ、許容範囲、費用対効果分析、予算、エンジニアへの相談を考慮することが重要です。金属チューブは、金属スピニングで作られたアイテムの一般的な形状であり、鋭い角よりも安価で耐久性があります。時間と労力を節約するために、設計プロセスの早い段階でデザイナーに相談してください。
ツーリングとCNCの絞り加工能力を最大化する
BE-CU 中華のへら 絞り 会社では、過度の摩耗やストレスの兆候を監視しながら、設備を最大限に活用しています。さらに、より新しい最新の設備を検討し、製造能力をサポートまたは向上できる設備に投資しています。当社のチームは機械やツールに細心の注意を払っているため、部品の品質と生産性に悪影響を与えないように定期的にメンテナンスも行っています。
BE-CUの設計とエンジニアリングサポート
BE-CUは、社内の設計およびエンジニアリングチームを活用して、部品生産の初期コンセプトからお客様を支援することができます（提供された設計に対して広範な設計サポートも提供可能です）。私たちのチームは、プロジェクトの開始から終了まで、お客様と定期的かつ透明なコミュニケーションを取りながら、望ましい最終目標に向かって作業を進め、明確な進行方向を提供します。
BE-CUの設計およびエンジニアリングサポートプロセスの一例：
- クライアントがBE-CUチームに部品図面を提供します。
- 当社のエンジニアリングチームが図面をレビューし、ベストプラクティスに基づいて調整を行います。お客様のニーズに応じて、成形または絞り部品を最も効果的に達成する方法を推奨します。
- 図面と設計は必要に応じて改訂され、完璧な形に仕上げられます。財務的な実行可能性も最優先事項として考慮されます。
- 主要な目標は、全ての部品の適合性、形状、機能性を実現することです。
- 研究開発は製造プロセスの重要なステップであり、BE-CUは概念実証や様々な検証要件のためにプロトタイピングサービスを提供しています。研究開発プロセスにおける金属成形については、当社のeBookをご覧ください。
BE-CUが提供する広範な社内サービス
この金属加工プロセスは、軸対称の高性能部品を製造します。スピン成形とも呼ばれ、材料を望ましい形状に切削するのではなく、金属ディスクまたはチューブを円錐形やその他の円形に変形させます。
へら絞りは、手動の手作業によるスピニングプロセスまたは自動CNCスピニングを使用します。BE-CUのへら絞り機能の利点には以下が含まれます：
- コスト削減
- 短いリードタイム
- 最大の設計柔軟性
- シームレスで高品質な構造
対応可能な金属には、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅、インコネル、ハステロイ、チタン、ブロンズ、真鍮が含まれます。BE-CUは、センター間60インチから直径100インチまでのカスタム金属絞り部品を製造でき、材料の厚さは0.018インチから2.00インチまで対応可能です。
当社の CNC へら 絞り サービスで迅速なプロトタイプの作成について、今すぐお問い合わせください。こちらでチャットして直接見積もりを取得するか、無料のプロジェクトレビューをリクエストしてください。
