板金加工プロセスにおける新型レーザー切断技術の応用

​レーザー切断は板金加工における活用

中国では、板金加工技術の急速な進展に伴い、製造プロセスも絶えず更新され続けている。板金部品の切断工程において、主に使用される切断機械設備には（CNC加工機と非CNC加工機に分類される）、シャーリングマシン、高速プレス、ガス切断、プラズマ切断、ウォータージェット切断、レーザー切断などがあります。板金部品の切断技術の応用範囲は極めて広く、重機、船舶、アパレル、ガラスなどの業界において、板材の利用率を高めることで企業の生産コストを削減し、企業に多大な経済的利益をもたらすことができます。

板金加工の従来の方法には、切断、パンチング、曲げ加工などがあります。製造工程において、これらの方法は金型から切り離すことができません。そのため、製造過程では数え切れないほどの金型を設置する必要があり、金型の多用は製品の経済コストや資本コストを増加させるだけでなく、製品の加工精度を低下させ、 製品の精度に悪影響を及ぼし、生産プロセスの変更を困難にします。これは生産性の向上に不利です。レーザー切断加工技術を採用することで、生産プロセスにおける多数の金型を削減し、製造時間を短縮し、製品コストを低減し、製品の精度を向上させることができます。レーザー切断が対象とする金属プレス部品は、金型設計の精度を確保することができます。丸め加工は従来の製図プロセスに属し、その寸法は通常修正されます。レーザー切断によるプレス部品の開発・加工を活用することで、プレス金型の寸法をより正確に決定することができ、これが板金加工の大量生産の基礎となります。

板金加工プロセスにおける新型レーザー切断技術の応用

従来の板金加工技術の課題：

板金加工の基本的な工程は、切断、パンチング、板金曲げ、溶接、あるいはガス・低温プラズマ切断、板金曲げ、溶接などである。多品種・小ロット生産、カスタマイズ、高品質、短納期といった現在の受注状況においては、明らかな課題が存在します：

1．シャーリングマシンはCNC工作機械の一種であり、主に切断作業に使用される。その切断動作は極めて高速な連続動作であり、用途は板金加工に限定される。また、この板金加工では直線切断のみが求められる。

2．CNC工作機械やブリックタワー式高速プレス機は、厚さ1.5mm前後の厚板の切断には制限があり、表面品質も劣る上、コストが高くなり、騒音も大きいため、環境保護の観点からは好ましくない。

3．ガス切断は、最も古くからある伝統的な切断方法であるが、切断時に大きな冷間変形が生じ、切断幅が広いため、原材料が無駄になる。また、加工速度も比較的遅いため、予備加工にのみ適している。

4．ウォータージェット加工は高圧の影響を受けるため、加工速度が比較的遅く、その結果、材料の損傷が比較的大きくなり、ひいてはコスト増につながっている。

板金加工におけるレーザー切断機の具体的な用途と利点：

（1）CNCプログラミングソフトウェアを活用することで、 レーザー切断の効率を向上させることができる。レーザー切断はCNCプログラミングソフトの利点を合理的に活用することで、金属薄板原材料の使用率を大幅に向上させ、原材料の消費を削減し、従業員の労働負荷を軽減し、理想的な効果を達成できる。一方、裁断の多機能性を高めることで、金属薄板の切断・裁断工程を省略でき、原材料のクランプに有効に作用し、 加工の補助時間を短縮できる。したがって、切断計画のより合理的な立案を促し、加工効率の向上と原材料の節約に効果的に寄与する。

（2）製品開発プロセスを効率化し、板金部品の大量生産を実現する。成長を続ける市場環境において、製品の開発スピードこそが市場での優位性を決定づける。レーザー切断機を導入することで、金型の使用数を効果的に削減し、製品開発プロセスを効率化することで、開発スピードを加速させることができる。レーザー切断後の部品は優れた品質を誇り、生産性も大幅に向上します。 これは小ロット生産において極めて有利であり、縮小傾向にある市場環境下でも商品開発の進捗を確実に推進することを可能にします。また、レーザー切断の活用により、ブランクング金型の寸法や形状を正確に位置決めすることができ、その後の引き抜き加工に向けた布石となり、強固な基盤を築くことができます。

（3）板金加工の工程を短縮し、製品コストを削減する。板金加工においては、ほぼすべての部品がレーザー切断機による一工程成形を経て、その後直接溶接・組み立てが行われるため、レーザー切断機の導入により工程と工期が短縮され、作業効率が効果的に向上する。 従業員の生産性と生産コストの両面での向上・削減を実現できるだけでなく、職場環境の改善を促進し、研究開発のスピードを著しく向上させ、金型への投資を削減し、コストを効果的に抑制することができる。

レーザー切断技術は長期間にわたり有効であり、現在、国内外において厚さ2mmを超える板材の多くはレーザー切断が採用されている。市場では、厚さ20mm以内のアルミニウム合金板、10mm以内のステンレス鋼、アクリル板、および合板などの非金属材料の切断に、レーザー切断が広く活用されている。