数千年前に遡る金属加工技術であるメタルスピニングは、現代の生産方法において重要な要素となっています。メタルスピニングの革命的な可能性は、金属を複雑な形状やパターンに変形させる能力にあります。メタルスピニングは、製造コストの低さ、設計の柔軟性、軽量で耐久性のある部品を製造できる能力など、他に類を見ない利点を提供します。この記事では、メタルスピニングの魅力的な利点と、業界に及ぼす広範囲にわたる影響について探ります。メタルスピニングのあらゆる潜在的な用途について学ぶ冒険に出かけましょう。
金属スピニングとは何ですか?
金属のスピニングは、金属を糸のような形に成形する工業的な手順です。この手順では、金属のディスクまたはチューブを高速で回転またはスピニングします。回転中に金属は対称的な部品に変換されます。
一般に信じられていることとは異なり、金属スピニングでは材料がワークピースから除去されることはありません。その代わりに、物理的な成形によって、無駄を最小限に抑えながら金属に希望の形状を実現します。
金属のスピニングは、手作業または CNC 旋盤で行うことができます。ただし、金属の種類とスピニング方法は複数あることに注意してください。
手順の基本的な手順は簡単です。工具が回転している間、丸いブランク（平らなものまたは成形されたもの）を旋盤に保持します。次に、ブランクが回転しながら、その周囲にローラー ツールを形成します。
ブランクをマンドレルに押し付ける際に木目構造が圧縮されるため、追加の仕上げを必要とせずに滑らかな表面が生成されます。
部品の性質に応じて、金属スピニングの技法が変わる場合があります。また、金属スピニング旋盤の価格も同様に影響を受けます。そのため、方法によって価格差が生じます。
金属紡績：簡単な歴史
金属を回転させるという行為は、歴史に深く根ざしています。この回転技術は、エジプトの伝統的な陶工のろくろからヒントを得たと考えられています。しかし、金属を成形するための金属回転技術の主な証拠は中世に存在していましたが、金属が成形されるようになったのはずっと後のことでした。
金属製の容器で作業する金属紡績工を描いた古代の木彫りも、紡績工程の存在を証明しています。
遠い昔、糸紡ぎに使われていたのは木、青銅、石、琥珀だけだった。
金属スピニングの利点
非常にリーズナブルな価格
スピニングは、鋳造、金型製作、スタンピングなどの従来の製造プロセスに代わる低コストの方法です。他の製造方法と比較すると、最終製品は比較的安価です。
デザインを簡単に変更できます
価格が安く、実装時間が短いため、特定のレイアウトに長期間縛られることはありません。ただし、プロトタイピングの段階を通じて焦点をシフトする必要があるかもしれません。
金型やダイキャストを必要とする製造方法は時間がかかり、コストもかかるため、最終デザインにさらなる自信が必要な場合、長期的には大きな問題になる可能性があります。
金属スピニングの唯一の本当のコストは、使用する金属とそれにかかる労力だけなので、変更を加えることに抵抗はほとんどありません。
処理時間が短い
金属スピニングは、3 日以内に製造する必要のある低品質から中品質の製品に最適なソリューションです。納期は数日で済むため、社内のツールのコストが低いことを考慮すると効率的です。
手作業で金属を回転させる場合、準備にかかる時間が短く、より正確な品質管理が可能になります。また、手作業で回転させる場合、完成品の厚さと安定性をより適切に管理できます。
一般的に、CNC 旋盤は大量注文に最適です。これらの機械のおかげで、高速で高品質の大量生産が可能になりました。
調整可能な数量注文
金属スピニング加工は、一定数の消費者からの注文に依存しないため、柔軟性が高まります。さらに、試作品が 1 個でも大量でも、金属スピニング加工は安価に行うことができます。
少量生産や試作品の場合は、手動または半自動のツールが最適な選択肢となる場合があります。一方、自動化された CNC 金属スピニング機械は、大規模な生産工程でよく使用されます。この機械は、最高の生産量を可能にする材料にいつでも切り替える準備ができています。
対称コンポーネントに最適な選択肢
対称的な部品を作る場合、金属スピニングはコスト効率の高い製造方法です。スピニングではさまざまな金属からオブジェクトを作成できますが、狭い範囲の形状に適合する部品に最も効果的です。設計する際には、これらの制約を念頭に置く必要があります。
最もパフォーマンスの高い形状は次のとおりです。
- 放物線
- シリンダー
- 半球
- コーンズベルズ
- ドーナツの成形
- 砂時計
幸いなことに、これらの部品の商業的用途は無数にあります。ガスボンベ、壷、ベルなどが思い浮かびます。金属を紡いだ調理器具や装飾用ライトがその例です。その他の用途としては、農業や航空宇宙などがあります。
紡糸部品に継ぎ目なし
紡績により継ぎ目もなくなるという利点もあります。つまり、内部および外部のストレス要因の増加にうまく対処できるということです。内部または外部のより大きな要求に耐えることができます。粒子構造が再調整され、紡績部品が強化され、靭性が向上します。
この方法により、厚い材料が必要な場所に薄い材料を使用することもできます。堅牢でシームレスな設計のため、CO2 カートリッジやダイビングタンクなどの製品を生産できます。
金属スピニングは、小型のハードウェア製品の大量生産にも使用できます。また、ロックタンブラーや自動車部品なども生産できます。
金属スピニングは単価が低いため、ユニークな製品やプラチナなどの高価な金属から作られた少量の部品の両方を製造するのに最適です。また、アルミニウムや銅の部品を安価に大量生産することもできます。
スピニング設備は完璧な仕上げを実現し、追加の仕上げ工程が不要になるため、大幅なコスト削減につながります。さらに、この光沢のある仕上げにより、製造後のツールも少なくて済みます。
環境に優しい金属スピニング
最後になりますが、環境を気にするなら、金属の紡糸は実行可能な産業戦略です。紡糸では、汚染物質やゴミがごくわずかしか発生しません。
場合によっては、有毒化学物質やリサイクル資源を使用せずにブランクを製造できることもあります。
紡績工程でよく使用される材料。
鋼鉄
スピニング部品の材料選択は、主に予算、希望する部品の形状、最終用途によって決まります。鉄鋼は他の金属よりも安価であることが多いですが、商品、燃料、入力材料の価格はすべて業界に大きな影響を与える可能性があります。
スチールはアルミニウムよりもはるかに頑丈で、長寿命です。耐久性があるため、強い圧力や高温にさらされても、反り、歪み、曲がりが生じません。一方、スチールは高密度です。その密度はアルミニウムの 2.5 倍です。スチール紡糸部品は、へこみや傷から保護されるという利点があります。
アルミニウム
アルミニウムは鋼鉄よりも柔軟で弾力性がありますが、より高価です。その結果、鋼鉄では不可能なほど深く複雑な形状をスピニング加工することができます。
アルミニウムは本来、腐食に強く、錆びにくいため、環境から保護するための追加の保護は必要ありません。さらに、コーティングや塗装はオプションなので、傷や表面の摩耗による腐食の問題はありません。このため、アルミニウムはこのような過酷な条件で使用するのに最適な素材です。
銅
金属スピニングでは、銅、鋼、アルミニウムなどの材料がよく使用されます。銅は磁性がなく、さまざまな用途に使用でき、見た目も美しいです。ただし、銅は通常、鋼やアルミニウムよりも高価です。
銅は、その高い延性/加工性、抗菌性、リサイクル性、耐腐食性、熱伝導性/電気伝導性でよく知られています。興味深いことに、銅の引張強度は、強く加工すると 2 倍に増加します。さらに、銅は展性があり、しなやかな金属です。
照明器具、医療機器、パイプライン、シンク、屋根、さらには宝飾品など、銅紡糸部品の用途は多岐にわたります。
金属スピニングを使用する主な産業
空気の流れ / 暖房、換気、空調
金属スピニングは空気循環によく使用されます。金属スピニングは、エアコンのフランジ、ダクトケーシング、コンセントの作成に最適です。
ダクトフランジは、空気漏れをしっかりと防ぐために利用されます。これにより、ダクトとシステムから空調または暖房を受ける機械との間の強固な接続が確保されます。ホースやパイプは、多くの場合、フランジを使用して、加圧された液体、ガス、または蒸気を含むタンクやその他の容器に接続されます。
ダクト ケーシングは、設置中に暖房、換気、空調 (HVAC) システムの内部機構が損傷しないように保護します。
金属スピニングは HVAC システムのフランジの製造に使用され、他のコンポーネントの摩耗量を減らすことで設置を容易にします。この方法により、プラスチック コンポーネントを使用した場合に必要となる HVAC 機器の修理頻度が減り、長期的には HVAC のメンテナンス コストが削減されます。
濾過
浄水施設、プールなどで使用されるフィルターは、金属回転を使用して製造されています。高圧流によって、金属回転フィルターの有害粒子を捕捉する能力が損なわれることはありません。
水ろ過システムなど、さまざまな場所で使用されるフィルターは、金属スピニングを使用して製造されています。そのため、フィルターは多くの製造工程で不可欠であり、最高品質の出力を可能にします。さらに、フィルターのおかげで、作業員は潜在的に危険な物質を吸い込んだり摂取したりすることから保護されます。
石油とガス
金属は石油やガスの生産と探査に不可欠です。なぜなら、金属は必要な機械のほぼすべてを製造するのに利用されているからです。今日最も一般的な 3 つの金属、アルミニウム、ステンレス鋼、炭素鋼には、それぞれ独自の課題があります。
- 石油・ガス：耐食性 – 石油精製所やパイプラインを通じて化学物質を保管、処理、輸送するその他の施設では、耐食性の問題がある場合があります。
- 石油・ガス: 火災安全 – 沖合掘削プラットフォーム、化学工場、石油化学施設、その他の産業プロセス施設はすべて、適切な火災安全対策を講じる必要があります。PTFE などのフッ素ポリマー樹脂システムなどの粉体または塗装仕上げコーティングでコーティングすると、金属スパン部品は従来の溶接構造に代わる軽量な代替品となり、高い強度、耐腐食性、高温性能を発揮します。
航空宇宙
金属スピニングは、飛行機、ロケット、宇宙船、ミサイルなどの航空宇宙部品の一般的な製造プロセスです。
金属は信じられないほど複雑な形状に加工することができ、他の方法では製造が難しい実現可能なパターンを作ることができます。
アルミニウム合金は軽量で強度対重量比に優れているため、航空機業界で広く利用されています。
建築
手すりや手すりは、金属スピニング加工の建築分野での数多くの用途のうちのほんの一例にすぎません。
窓ガード、フェンス、門、格子はすべて金属加工されています。
市裁判所や警察署にも、金属加工したセキュリティゲートが設置されている場合があります。
自動車
金属スピニングの用途は自動車分野以外にもあります。金属スピニングは、自動車のエンジンやトランスミッションから自転車のブレーキまで、さまざまな用途で使用されています。自動車における金属スピニング部品の用途の一部を以下に示します。
- アルミニウム合金を精錬し、ガスタンクに紡ぎます。
- アルミニウム合金の燃料タンクもまた、金属製の回転部品です。経年劣化や放置により錆びてきた自動車の交換部品としてよく選ばれます。
- ホイールのコンポーネント。リムは 1 つのコンポーネントにすぎません。タイヤはリムの最も外側の端に載っています。
フードサービス
金属スピニングは食品サービス業の重要な部門です。この部門の多くの製品には金属スピニングが使用されています。たとえば、
- カトラリーと大皿
- 食品産業向けのツールと機械
- 食品包装用のツールと機械
- 食品を調理するための道具
Metal Spinning の高品質で耐久性に優れた部品は、食品および食品加工業界での使用に最適です。このような製品を生産するには、堅牢で信頼性が高く、清潔な設備が必要です。
結論
金属を糸状に紡ぐことは、工業プロセスです。金属を最小限の無駄で希望の形状にするために、ディスクまたはチューブを高速回転させて金属を物理的に成形します。金属紡糸の利点には、鋳造、工具、スタンピングなどの従来の製造手順と比較して、製造コストが低く、設計の柔軟性が高く、軽量で耐久性のある部品を製造できることなどがあります。金属紡糸は古代の手法であり、その使用が数千年前に遡ることを示す遺物があります。低コストでカスタマイズ可能で、軽量で長持ちする部品を大量生産できることは、大きな利点です。
金属スピニングは、放物線、円筒、半球、円錐、ベル、ドーナツ、砂時計などの対称形状を低コストで製造する技術です。手作業で行うことも、大量注文の場合は CNC 旋盤を使用することもできます。セットアップにかかる時間が短く、より正確な品質管理が可能です。ガスボンベ、壷、ベル、調理器具、装飾照明、農業、航空宇宙など、その対称性から恩恵を受ける多くの商業用途の一部です。金属スピニングは、CO2 カートリッジやダイビング タンクなどの便利な製品を生み出す製造プロセスです。ロック タンブラーや自動車部品などの小型ハードウェア製品の大量生産にも金属スピニングが利用されています。
金属スピニングは、単価が安いため、ユニークなアイテムや貴金属製の部品の小ロット製造に最適です。金属のスピニングでは廃棄物や汚染物質がほとんど発生しないため、環境に優しいプロセスです。スピニングプロセスで使用される最も一般的な材料には、スチール、アルミニウム、銅、亜鉛などがあります。スチールはアルミニウムよりも耐久性があり長持ちしますが、アルミニウムはより可鍛性と弾力性があります。銅は磁性がなく、用途が広く、見た目も美しいです。
照明、医療機器、パイプ、シンク、屋根、宝飾品は、銅のさまざまな用途のほんの一部です。浄水施設、空調設備のフランジ、ダクト ケーシング、および出力に使用されるフィルターはすべて、金属スピニングの製品です。耐腐食性と火災安全性の懸念から、金属スピニングは石油とガスの生産と探査に不可欠です。暖房、換気、空調システムのフランジ、および浄水施設で使用されるフィルターは、どちらも金属スピニングの製品です。金属スピニングは、従来の溶接よりも軽量でありながら、同等の耐久性、耐腐食性、および高温耐性を備えた代替品です。
航空宇宙、建築、自動車、食品サービス製品はすべてアルミニウム合金を使用しています。アルミニウム合金は軽量で強度対重量比が高いため、航空宇宙分野で広く使用されています。また、金属スピニングは自動車のパワートレイン、ギアボックス、自転車のブレーキ システムにも使用されています。
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。
