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金型製作における設備の重要性

プレス金型の品質を確保するためには、金型の製作設備に注意を払う必要があります。なぜなら、プレス金型の品質の良し悪しは、設備状況に左右されるからです。どういうことか詳しく説明しますので、最後までチェックしてみてください。

品質の良い金型製作に設備が重要な理由

 

品質の良いプレス金型を導入したいと思うなら、そのための製作設備を充実させる必要があります。製作設備が充実しているほど、設計や加工精度を高めることができ、結果的に最終製品の品質を向上できるからです。

金型を製作するための設備には、マシニングセンタ、NC旋盤、ワイヤーカット、CNCプロファイルグラインダ、放電加工機など様々な種類があります。これら設備の充実を図ることで、品質の良い金型製作が可能になります。

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金型は製作設備によって品質が左右される

 

金型の品質は、ひとえに製作設備によって左右されます。

例えば、金型設計用のCAD/CAMがなければ、要求品質を満たすデザインや形状の金型を設計することができません。また、マシニングセンターがない場合、一定以上の寸法精度を実装するのは不可能です。他にも、NC旋盤、ワイヤーカット、放電加工機など各種設備が整うことにより、様々な金型をオーダー通りに製作することができます。

製作設備を充実させることで、バリの発生や折れなど不良・不具合を最小限にし、要求品質を確保して所望の金型を得ることができるのです。また、工程でトラブルが発生した場合に、迅速に対応し修復するためにも、製作設備を充実させることは重要です。

設備が揃っていれば幅広い要望に対応可能

 

一口に金型を製作するための設備といっても、マシニングセンタ、NCフライス盤、ワイヤーカット、3次元CAD/CAMなど様々な種類があります。しかもそれぞれの種類によって役割が異なり、対応できる範囲も違います。

従って、より多くの機械や工具を揃え、設備体制が充実しているほど、様々な金型を作成することができ、幅広い要望に対応可能です。デザインや寸法はもちろんのこと、バリや折れなど不良を少なくすることもできるでしょう。

逆に、設備が不十分だと対応できる範囲が限られてしまうので、幅広いに要望に応えることができません。この点でも、金型製作における設備の充実度は重要です。

金型製作に使われる設備

マシニングセンタ

切削加工で用いられるNC工作機械のことです。NCによる自動制御と自動工具交換装置によって24時間無人で稼働できます。自動パレット交換・回転テーブルと組み合わせることによってより複雑な加工も可能です。

またマシニングセンタはNCフライス盤・NCボール盤を活用した「切削加工」を一つにまとめたもので、複数の刃物を交換し、使い分けることによって様々な切削加工が可能です。NCプログラムが搭載されており、刃物の位置・回転速度などが自動で制御されています。

マシニングセンタの種類

マシニングセンタのATC (自動工具交換装置)とは?

Auto Tool Changerの略で、切削プログラムに応じて自動でツール交換を行いながら加工していきます。長時間の連続運転を行う際に欠かせない装置のひとつです。刃物台の部分が回転しツール交換する旋回式の「タブレット式ATC」と、チェンジアームを用いてツールマガジンに収めた工具を主軸に換装する「マガジン式ATC」の2種類があります。さらにツールマガジンにはドラム式・チェーン式・マトリックス式に分類。

ATCの交換時期はTool to Tool(ツール・ツー・ツール)・Cut to Cut(カット・ツー・カット)・Chip to Chip(チップ・ツー・チップ)の3つの指標が活用されます。

治具

マシニングセンタのワークを固定させるためには、治具が必要不可欠です。加工に適した治具で固定することで、ワークの位置決めや平行だしなどの精度が高められるでしょう。また作業者の段取りの際のばらつきもほとんどなく、作業効率アップにもつながります。加工の自動化が進むことで、加工の精度や作業効率を高めるための重要な装置です。

治具は大きく分けて、さまざまな用途で活用できる「汎用治具」と、加工の内容に応じて専用設計された「専用治具」の2種類があります。

各種研削盤

検索加工で幅広く活用されている工作機械です。回転砥石によって徐々に加工ワークに押し当てて、表面を削る研削加工に欠かせない工作機械で、削るのが難しい切断から鍛造品のバリ取りに至るまで様々なケースで用いられています。一般的な工作機械より高い精度があり、加工の内容などによって機種が30以上もラインナップ。

研削盤の種類

グラインディングセンタ

マシニングセンタを基本としつつ、CNC研削盤の機能をまとめた複合機のことです。従来のマシニングセンタの切削加工だけでなく、砥石を活用した研削加工ができるでしょう。1回の段取りだけで、加工から仕上げまで行えます。円筒・内面・テーパー研削・カム研削など様々な研削加工に対応可能で、自動化装置も搭載しています。

放電加工機

電気のエネルギーを熱に変換し、金属を溶かす除去加工の一つです。電気を通す金属であれば、どんな金属であっても加工することができます。切削加工では難しいと言われている難削材の微細加工にも対応可能。高精度が必要とされる金型加工や半導体・自動車などの精密部品の加工などで用いられています。ただ切削加工よりも加工時間を要するので、NC放電加工機を用いた無人運転が行われることも。

放電加工(EDM)の種類

放電加工(EDM)の応用「プラズマ加工」

放電加工のひとつで、放電したことで発生したエネルギーを噴射し、ワークの切断を行う加工のことです。電気の通らない素材でも加工できるので、合金やステンレス、鋼板などの素材の切断にも活用されています。レーザー加工よりもコストを抑え、切断面の精度も高い成果が得られやすいでしょう。

金型製作の品質向上にはCAD/CAMが必須

 

金型製作に使用する設備は様々ですが、品質向上に欠かせないのは「CAD/CAM」です。CAD/CAMは、コンピューター上で設計や製図ができるソフトウェアです。金型製作に導入することで、設計や加工にかかる時間を短縮できるほか、ソフトウェアによる設計の統一化により、ミスが起こりづらくなり、金型の品質を向上することができます。

また、設計変更の要望があった場合に即応できるのも、コンピューターを用いるCAD/CAMならではの強みです。ただし、CAD/CAMには様々な種類があるので、金型の設計に適した製品を選ぶ必要があります。

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同一形状の部品を均一に量産できるため、生産効率を向上させることができるプレス金型。

高度な技術が必要とされ、依頼する金型メーカーによって制作・量産にかかる期間や品質が異なります。

そこで、金型メーカーを選ぶ基準となる、精度を含めた品質・試作~量産までのスピード・起工~部品納品までの付帯費用を含めたコスパの3点それぞれに優れている金型メーカーをご紹介します。

コンピューターと職人による超精密加工

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山岡製作所 加藤数物 三井ハイテック

引用元:山岡製作所公式サイト
(https://www.yamaoka.co.jp/)

引用元:加藤数物公式(https://kato-suubutu.com/)

引用元:三井ハイテック公式(https://www.mitsui-high-tec.com/)

特徴
  • コンピューターシミュレーションにより、人では見落としがちな設計ミスの防止や適した加工・材料の選定が可能。高精度・高耐久な製品を均一に製造
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