アルミの試作板金での注意点とは？

投稿日：2021年10月07日

はじめに

アルミは、鉄やステンレスなどの他の材質と比較し、軽量化しやすく強度も高くまた、耐食性にも優れている金属です。そのため、アルミの板金加工製品や試作加工品は機械部品や輸送機器、フレームや製品カバーなどとして様々な業界に使用されています。

その一方で、アルミは溶接の際に歪んでしまったり、圧延方向に沿って加工をしないと割れてしまったりすることがあるため他の材質と比較し、試作板金加工の難易度が高いと言われています。

今回は、試作板金を高精度かつスピーディーにご提供する、CrestPrecisionが長年の経験から得た、アルミの試作板金での注意点をご紹介致します。

アルミの試作板金での注意点

アルミの試作板金は材料選定や溶接・曲げ・仕上げなど注意する点や検討事項が非常に多く、難易度が高いです。

下記より、4つの注意点をそれぞれ詳しく説明いたします。

1.試作板金では、A5052を使用する。

試作板金を依頼する際、使用する材料は、A5052を選定し依頼しましょう。

A5052は1000番台から7000番台までのその他のアルミの材料と比較し加工がしやすく価格も安く、またリードタイムも早いためアルミの中では試作板金に適している材料だといえます。

さらに、A5052は汎用材であり、一般的にどの会社でも在庫を保有しているため、即座に試作板金加工を行うことができます。

実際に当社が依頼をお受けする場合もほとんどのお客様がA5052を選ばれます。

2.溶接による歪みを回避するよう設計を行う

アルミの試作板金の溶接では、板厚違いの溶接に気を付けなければなりません。

アルミにおいて板厚違いのものを溶接する場合には、板厚の違いによって母材が溶けるスピードが変化してしまうため溶接が困難になります。

例えば、厚板を溶接できるよう、溶接電流を調整すると、薄板の母材が溶けてしまい穴が開いてしまいます。一方で、薄板が溶けないよう溶接電流を設定すると、逆に厚板が溶けないため接合ができないということが起こってしまいます。

そのため、アルミの試作板金において溶接を行う際には、ファイバーレーザー溶接を活用したり、リベット留めなどの別の接合方法を検討することがよいでしょう。

3.鋭角の曲げは割れるため設計時にRを付ける必要がある。

アルミの試作板金の曲げでは、鋭角の曲げは割れるため設計時にRを付ける必要があります。

アルミはステンレスなど他の材質と比較し曲げの際に亀裂やクラックが入りやすいという特徴があります。ステンレスの場合はアルミと同じ圧力をかけて曲げても、粘り気があり、亀裂が入りにくいためアルミと比較し曲げやすい材質であると言えます。

アルミの曲げ加工をしたい場合は、どれくらいのRにすれば割れないかを板金会社に聞き、それを設計寸法に反映させると、亀裂やクラックのない製品をスムーズに受け取ることが可能となります。

また、アルミの中でも前述のA5052や1000番台は比較的亀裂やクラックが入りにくい材料です。

4.アルミの外観品質を上げるためには、溶接の方法や箇所を変えるように指示をする。

アルミは、ステンレスや鉄と比較し、溶接後の表面処理が難しいと言われています。

ステンレスは溶接後の表面処理として後から磨くことができますが、アルミの場合後処理として磨くと素材の特性上、どうしても溶接痕が残ってしまいます。また、通常のアルマイト処理を行ったとしても同様に溶接痕が目立ってしまうことがあります。

そのためアルミの試作板金では、アルミの外観品質を上げるために、設計時に内側からの溶接や端面のみを溶接するなど溶接の方法や箇所を変えるように指示をするとよいでしょう。

また、溶接痕が目立たないようにしたい場合には溶接の段階で内側から溶接をしたり、外側から内側の端面のみを溶接するなどの方法をとると溶接痕が目立ちづらく、外観が綺麗な溶接品が出来上がります。

まとめ

アルミの試作板金では、注意する点や検討事項が非常に多く、難易度が高いことがお判りいただけたかと思います。その中でも特にアルミの溶接は難しく、高い技術が必要です。

精密板金ひらめき.comを運営するCrestPrecisionは、月平均3955件の新規の試作板金を手掛けています。その経験から培った対応力とノウハウをもとに、試作板金をご検討されている設計者様に対して納期短縮のための材質や表面処理の設計変更提案、コストダウンのための形状・公差の変更提案など、様々なVA･VE提案を行っています。

複雑形状の試作板金の場合は、当初の設計のままでは製造ができない、あるいは非常に高くなってしまう場合もあります。そういった場合でも、当社にお声掛け頂ければ試作段階はもちろん、量産加工も見据えた上での、お客様にメリットのある技術提案を行うことが可能です。

試作板金についてお困りの方は、お気軽に当社までご相談ください。