アルミ形材の曲げ加工とパイプベンダー

曲げ加工は多くの産業で不可欠な工程です。

特に、パイプベンダーを使った曲げ加工は、形状に自由度をもたらし、多くの用途で活用されています。

1. 押し出し棒の計算と規格

曲げ加工においては、円形(φ)と板厚の計算が重要です。

例えば、38φに対しては、3.5mmか4.0mmの板厚が適しています。25φでは、2.5mmか3.0mmの板厚が良いとされています。

例:以下の表は、押し出し棒の規格に基づいた円形(φ)と板厚の組み合わせです。

円形(φ)適切な板厚
38φ3.5mm, 4.0mm
25φ2.5mm, 3.0mm

1-1. 板厚と素材の選定

パイプベンダーのメーカーによると、鉄、ステン、アルミなど、外径の5~15%の板厚であれば曲げられるとされています。

注意: このガイドラインは一般的なものであり、すべてのパイプベンダーに当てはまるわけではありません。

この範囲内であれば、多くの場合、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの材料を安全に曲げられます。

板厚がこの範囲外であると、以下のような問題が発生する可能性があります。

  • 座屈: 板厚が薄すぎると、座屈と呼ばれる現象が発生し、材料が破断する可能性があります。
  • 安定性の低下: 板厚が適切でないと、曲げの過程での安定性が低下します。
最適な板厚は、外径の10%とされています。この値は弊社、協力会社様の基準です。

板厚選択の表

材料最小板厚 (外径の%)最大板厚 (外径の%)最適板厚 (外径の%)注意事項
51510座屈や安定性の問題に注意
ステンレス51510耐食性があり、多少板厚が狭い場合も可
アルミニウム51510材料が軟らかいため、座屈に特に注意

2. 納期について

一般的にメーカーは1か月の納期を要しますが、押し出し棒の形状が類似する場合、急げば半月程度での納品も可能です。

3. 押し出し棒と自由曲線の加工における機能、自由度、熱の影響、および実用例

押し出し棒は主にパイプの中心出しと、パイプの回り止めの機能を有します。

自由度が高いため、案件ごとにカスタマイズが可能です。

3-1. 熱の影響と対策

熱が加わるとアルミが弱くなる可能性があります。

特に、出口部から先端部にかけて支えがあると、曲げの再現性が向上します。

熱がかかっていない状態では、再現性が低くなるため、対策が必要です。

3-2. 自由曲線の加工

曲げ加工においては、曲げR4D以上、設備に干渉しないような曲げ方が必要です。

その条件を満たせば、型を用意しなくても自由曲線の加工が可能です。

3-4. 曲げ加工で製造されるものの例

曲げ加工技術を用いて多くの製品が生産されています。以下に、いくつかの例を挙げます。

製品カテゴリ具体的な製品主に使用される素材
交通機械自動車のフレーム鉄、アルミ
家具椅子の足ステンレス、木
スポーツ自転車のフレームアルミ、カーボン
建設管理用パイプ鉄、PVC
鉄道車体部分鉄、アルミ

4. プログラムと仕様

曲げ加工におけるプログラム作成は、いくつかの方法で行えます。

4-1. スプラインデータや線情報を利用

現代の加工では、スプラインデータや線情報がデジタルで提供されることが多く、これらを基にプログラムを作成します。

これにより、非常に複雑な曲げ形状でも正確に再現することが可能です。

4-2. 角度、曲げR、距離を指定

一方で、より原始的な方法としては、角度、曲げR(曲げ半径)、距離を手動で指定しながらプログラムを作成する方法もあります。

この方法はシンプルな形状や少量生産に適しています。

4-3. 注意点

どの方法を選ぶにせよ、精度や再現性を確保するためには、慎重な計算と設定が必要です。

特に、素材の特性や機械の制限も考慮に入れる必要があります。

5. まとめ

曲げ加工は産業界において欠かせない技術であり、特にパイプベンダーを用いた加工は多くの分野でその効果を発揮しています。

この記事で触れたように、押し出し棒の規格、板厚と素材の選定、納期、さらにはプログラム作成まで、多くの要点が存在します。

  1. 押し出し棒の選定や板厚は、曲げ加工の成功に直接影響します。選定の際は、適切な板厚と素材を慎重に選ぶ必要があります。
  2. 納期はメーカーとの協議によって短縮する場合もありますが、基本的には1か月程度を見ておくことが良いでしょう。
  3. プログラム作成はスプラインデータや線情報を活用できる現代では、より複雑な形状の加工が可能になっています。
  4. 最後に、どの方法を選ぶにせよ、精度や再現性を確保するためには計算と設定が必要です。

曲げ加工技術は日々進化しており、最新の機器やソフトウェアを駆使して、より効率的、そして精度の高い加工が求められています。

この点を理解し、適切な方法と機器を選ぶことで、多くの産業での生産性向上が期待できます。

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