薄肉小径・切り欠き長穴などの特殊オーダー円筒/パイプは板金加工で製作する

部品の小型化・軽量化が進む中、パイプ製品に関しても細く、薄く、小ロット、または複雑形状を実現したいというニーズが高まっています。ただ、こうしたニーズに応えようとすると従来の加工技術では難しいことがあります。

なぜ難しいのか？

なぜ難しいのか？という点について説明します。

規格にない円筒/パイプを製作する際には引き抜き加工や削り出し加工、ロール加工などが検討されます。

板金加工で多く用いられるのはロール加工ですが、多くは3本ロールと呼ばれる機械で、三角に配置された3本のロールの間を通し曲げています。従って、下記のような問題が生じてしまうのです。

①末端部がストレートになり綺麗な円筒にならず、別途曲げる（ハナ曲げ）必要があるが曲げ跡が残る…
②切り欠きや長穴形状があるパイプを製作しようとすると、圧力差が発生しやすく中間部がストレートになり、きれいな円形にならない…
③一般的な3本ロールはφ100mm前後までしか巻けないので、そもそも規格にない細い円筒を作ろうにも、作れない…

ちなみに、切り欠きや長穴を施した薄板を3本ロールで巻いたのが下記の写真です。ストレートのままで円弧を描いていない様子が、お分かり頂けるでしょうか？

〈3本ロールは綺麗な円形にならない〉

パイプの板厚が薄すぎて溶接できないケースも

また、パイプの板厚が薄くなると、曲げ加工後の溶接加工にも相当な技術力と設備が必要になってきます。薄板に適していると言われるファイバーレーザー溶接でも、一般的には板厚0.5mm程度までと言われていますし、細心の注意を払っても、溶け落ちなどにより気密性が確保できない可能性もあります。

薄肉の小径パイプは綺麗に巻けないことに加えて、溶接という課題もクリアする必要があるので技術的に難しく、少量生産がコスト的に難しい引き抜き加工や、長く薄肉になるほど製作が難しい機械加工を利用するか、設計を諦めなければならないということもあったのではないでしょうか。

2本ロールによる曲げ加工と最新薄板溶接技術

上記理由により、加工の難しさはお分かりいただけたかと思いますが、しかしながら「薄肉円筒/パイプを小ロットだけ短尺でほしい」「コストは抑えてオーダーパイプがほしい」という場合には、やはり板金加工を選びたいところです。

そこで下記のような提案があります。

①綺麗に巻けない問題を解決
末端まで巻けないという3本ロールの技術的課題は、2本ロールと呼ばれる特殊な設備で解決します。

2本ロールとは上下に配置されたロールの面で曲げる構造なので、均一な圧力で板材の末端まで一気に曲げることが出来ます。とにもかくにも、まずは動画をご覧頂ければ一発でご理解頂くことができると思います！

【曲げ比較】2本ロールと3本ロールで円筒作って比較してみよう！ – YouTube

この技術により、

①末端部がストレートになり綺麗な円筒にならず、別途曲げる必要がある……
⇒　ハナ曲げ加工による曲げ跡のない、綺麗な円筒形状を実現！

②切り欠きや長穴形状があるパイプを製作しようとすると、圧力差が発生しやすく中間部がストレートになり、きれいな円形にならない…
③一般的な3本ロールはφ100mm前後までしか巻けないので、そもそも規格にない細いパイプを作ろうにも、作れない…
⇒　ブランク加工＋ロール加工で、切り欠きや長穴など自由度が高いデザインが可能であり端部まで美しく仕上がる！

という具合に、技術的課題を解決することができました。

〈2本ロールは綺麗な円形になる〉

ちなみに弊社では、最小径φ14mmからロール加工が可能です！

②薄板溶接技術もさらに進化

弊社実績で恐縮ですが、これまでは板厚0.05mmまで溶接が可能と謳っておりましたが、長年の薄板溶接技術を最大限に活かした上で、特殊なファイバーレーザー溶接機を駆使することで、なんと板厚0.03mmまでの溶接に成功しました。詳しくはまたご紹介させて頂きますが、この技術により、先のロール加工技術と合わせて、極薄肉パイプのご提供も可能となったのです。

薄肉・小径や特殊オーダーの円筒/パイプは、（株）マツダにお任せ！

綺麗に円筒を仕上げる2本ロール加工と板厚0.03mmの薄板溶接で、これまで実現出来なかった薄肉小径や切り欠き・長穴のデザイン自由度が高いパイプの製作を実現し、皆様の設計の可能性を大きく拡げることに寄与いたします。お困りの方はぜひお気軽にお問い合わせください。
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