金属押出サービス
押出プロセス
金属押し出し加工は、一定断面の材料を大量に生産する場合に最適な製造プロセスです。押し出し加工では、金属材料を高圧でダイの成形開口部に押し込み、押し出し成形品を作ります。これらの成形品は、円筒形や長方形のチューブ、U字型やH字型のチャンネルといった単純な形状のものから、80/20やTスロットフレームバーのように複数の内部空洞と外部形状を持つ複雑な形状のものまで、多岐にわたります。押し出し加工は、壁や窓枠の装飾や構造用フレーム部品としても標準的な技術です。原材料は通常ビレット状で供給され、加熱された後、コンテナと呼ばれる押し出しプレス機の一部に投入されます。コンテナの反対側にはダイスタックが設置され、開口部を形成します。ダイスタックは、直接または間接押し出し法を用いて材料を所望の形状に成形します。その後、押し出し成形品は急冷され、矯正され、規定の長さに切断され、寸法の均一性と精度が検査されます。押し出し成形品は、チャンネル成形品の外側に形状を追加するため、容易に後加工できます。
押し出し成形品はほぼあらゆる形状に対応可能で、中実または1つ以上の中空部を持つ中空形状が可能です。中空部を持つ押し出し成形には、複数の部品からなるダイが必要です。材料は最初のダイで支えられた貫通マンドレルに押し込まれ、内側のプロファイルを形成します。材料は分離した後、2番目のダイによって押し戻され、または「溶接」され、外側のプロファイルが形成されます。プロファイルの周囲に収まる最小の円によってプレス機のサイズが決まります。外接円が大きいほど、必要な押し出し成形機も大きくなります。Gazfullはアルミニウム材料の押し出し加工を専門としており、押し出し成形される金属部品全体の約80%を占めています。アルミニウム押し出し加工は、窓枠から手すり、電気ハウジングまで、あらゆる場所で使用されています。
当社のプロジェクトマネージャーと専門家が、金属押出成形の各プロジェクトを個別に確認し、見積もりを手作業で作成することで、お客様固有のニーズを満たし、迅速かつ容易な製造プロセスを実現いたします。プロセスと当社の能力については、以下のセクションで詳しくご紹介いたします。
info@gazfull.com
Gazfullのチームにファイルを送信し、プロジェクトの構成を行ってください。チームがお客様とご相談の上、仕様、リードタイム、価格がプロジェクトのニーズに合致するかどうかを確認します。金型製作開始前に、DFMレポートをご提出し、承認をいただきます。
サンプル承認
プロジェクトが開始されると、高品質な金型を製作します。金型製作後、T1と呼ばれる部品サンプルをお送りし、承認をいただきます。
生産開始
サンプルにご満足いただけましたら、生産を開始し、部品を納品いたします。Gazfullが全工程においてサプライヤー管理と物流を担いますので、ご安心ください。金型はお客様の所有物となり、需要に応じて簡単に再注文いただけます。
押し出しの種類と押し出しプロファイル
Gazfullは、最先端の技術を駆使して高品質な押出成形品を提供する、一流の押出成形サプライヤーと提携しています。当社の製造ネットワークにより、多様な金属押出成形品と、無限の種類の押出成形プロファイルに対応可能です。以下のセクションでは、様々な押出成形方法について詳しく説明し、標準的な押出成形プロファイルの例をご紹介します。
押し出しの種類
直接押出
直接押出成形(前方押出成形とも呼ばれる)は、最も一般的な金属押出成形方法です。この方法では、材料のビレットが高圧ラムによって容器内を押し出されます。材料はラムの動きの方向に流れ、固定されたダイの開口部から排出されます。直接押出成形は、間接押出成形に比べて、より大きな形状設計とより高品質な表面仕上げを可能にします。
この方法には考慮すべき欠点がいくつかあります。材料と容器の壁の間に大きな摩擦が生じ、ダイ面の圧力と温度の変動が低下します。これらの要因により、寸法の均一性と材料特性の制御がより困難になります。
間接押出成形
間接押出成形では、材料を容器に入れ、固定します。押出ダイは中空のラムと共に材料の上を移動し、材料をダイの開口部から押し出します。間接押出成形は、材料がラムの動きとは逆方向に流れるため、逆押出成形と呼ばれることもあります。材料と容器の間に相対的な動きがないため、この方法では摩擦が大幅に少なくなり、エネルギー消費量と発熱量を抑えることができます。発熱量が少ないため、間接押出成形は一般的に、直接押出成形に比べて寸法精度、材料特性、粒径の制御性に優れています。
しかし、このタイプの押し出し加工の欠点は、ダイのプロファイルサイズが中空ラム内に収まる必要があるため、ダイ全体のサイズに大きな制限があることです。ビレット表面の不純物が押し出し製品に混入し、全体的な表面仕上げと美観が低下する可能性があります。
熱間、温間、冷間押し出し
これらは、上記で説明した主要な方法に統合された押し出しのサブカテゴリです。ビレットの温度と室温および材料の再結晶温度の相対的な関係によって、熱間押し出し、温間押し出し、冷間押し出しが定義されます。熱間押し出しは、ビレットを材料の再結晶温度よりもはるかに高い温度に加熱する方法で、多くの場合、直接押し出し法と関連付けられます。材料を加熱することで軟化させ、加工硬化を防ぐため、金型への流れが容易になり、工具の摩耗が軽減されます。温間押し出しは、材料を室温以上に加熱しますが、再結晶点よりもはるかに低い温度に維持します。冷間押し出しでは、材料は加熱されず、室温のままです。
温間押出と冷間押出は、原料を過度に加熱しないため、押出製品の硬度と強度を高めることができます。これらのプロセスは、アルミニウムなどの延性が高い材料に最適です。温間プロセスと冷間プロセスは、間接金属押出法の典型的な例です。材料を過度に加熱しないことでメリットが得られる一方で、金型への負担が大きくなり、金型寿命が短くなる可能性があります。この点を考慮し、多くのメーカーは熱間押出法を選択しています。
押出プロファイル
押出プロファイルとは、押出成形品を形成する断面形状を指します。Xometrysのカスタム製造サービスでは、カスタム押出プロファイルを使用した押出部品の製造が可能です。既存のアルミニウム押出プロファイルを後加工することでコストと時間を節約したいとお考えの場合も、当社にお任せください。以下は、CNC加工サービスなどの別の製造プロセスで加工可能な、既製のアルミニウム押出プロファイルの一覧です。
- Tスロットアルミ押出材
- アルミアングル
- Tバー、Hバー、Zバー
- Iビーム
- Uチャネル
- ハットチャンネル
- 角管
- 丸管・パイプ
アルミ押出
押出アルミニウムは、あらゆる産業分野における汎用性、機械的特性、多様な仕上げオプション、そして高い延性により、全押出金属製品の約80%を占めており、押出加工に最適です。ほとんどの押出アルミニウム合金は軽量で耐腐食性があり、高い熱伝導性と電気伝導性を備えています。それぞれの合金には、それぞれ異なる特性があります。プロジェクトに最適な合金をお選びいただけるよう、当社が提供する最も一般的に使用される合金とその特性を以下の表にまとめました。
プロジェクトでステンレス鋼やその他の金属押出材が必要な場合は、見積もりインターフェースに「カスタム材質」オプションをご用意しております。このオプションを選択すると、カスタムリクエストを送信していただき、喜んで内容を確認の上、さらに詳しくご検討させていただきます。
押し出しアルミニウム合金の比較表
| 合金名 | 詳細説明 | 特性 | 適切なアプリケーション |
|---|---|---|---|
6061 | 6061は汎用性の高い合金で、6061-T6などの焼き戻し強度に熱処理することができます。マグネシウムとシリコンは主要な合金元素であり、材料に高い構造強度、靭性、溶接性を与えます。 |
| 自動車および海洋環境向けの輸送部品 |
6063 | 6063-T5 は、6061 合金よりも結晶構造が小さい、非常に経済的な熱処理可能な合金です。6063 は、6061 よりも押し出し加工によく使用されます。薄肉の部品を成形でき、仕上げ加工によく対応しているため、装飾用途に適しています。 |
| 装飾トリム、ヒートシンク、建築部品 |
*代表的な最小値。材料の焼き戻し状態によって機械的特性が変化する場合があります。
*さまざまな仕上げの金属押し出し材の配列
利用可能な押し出し部品の仕上げ
Gazfullなら、金属押出成形プロジェクトに仕上げ工程を簡単に追加できます。幅広い仕上げサプライヤーとのネットワークにより、お客様の部品に様々な仕上げを施すことができます。機能的な仕上げから美観重視の仕上げまで、お客様のニーズに合った仕上げをご提供いたします。金属押出成形プロセスでご提供している仕上げの詳細は、以下をご覧ください。
押し出し加工品
仕上げは加工せず、押し出し加工のままです。表面粗さは合金の種類によって結晶構造の違いにより異なりますが、通常はRa64µin~125µinの範囲となります。目立つ結晶粒線や変色した筋が見られる場合があります。
陽極酸化(タイプIIまたはタイプIII)
タイプII陽極酸化処理は、耐腐食性のある酸化皮膜を形成します。部品は様々な色で陽極酸化処理することができ、最も一般的な色は透明、黒、赤、金です。タイプIIIはより厚い皮膜で、タイプIIの耐腐食性に加えて耐摩耗性層を形成します。陽極酸化皮膜は導電性ではありません。
粉体塗装
これは、粉末塗料を静電噴霧し、オーブンで焼き付けるプロセスです。これにより、従来の湿式塗装よりも耐久性が高く、耐摩耗性と耐腐食性に優れた強固な塗膜が形成されます。様々な色と質感をご用意しており、ご希望の美観を実現できます。
ウェットペイント
すべての押し出し金属部品は、様々な配合と色で湿式塗装が可能です。色合わせのため、塗料のブランドと番号を添付の図面または注記に明記してください。
メッキ
押し出し部品には、無電解ニッケル、ニッケル、真鍮、スズ、クロム、クロメート、テフロン、銀、金などのメッキを施すことができます。
ケミカルフィルム
クロメート化成皮膜は、アルミニウムを腐食から保護し、塗料やプライマーの密着性を向上させるために施すことができます。また、化学皮膜化成皮膜は、金属の導電性を維持しながら、表面を腐食から保護します。
メディアの転倒
部品は振動式タンブリング処理され、鋭利な角を取り除き、表面を滑らかにします。タンブラーのボウルまたはバレル内に収まる小型部品に適しています。
カスタム額装
ご希望の仕上げが見つからない場合は、お見積り画面で「カスタム」を選択し、ご希望の仕上がりをお知らせください。喜んで追加のオプションをご提案させていただきます。
押出成形の応用例
金属押出成形品は、私たちの日常生活のあらゆる場所で見られます。金属製の窓やドア枠から、建築物や航空機の構造部品まで、実に様々な用途で使用されています。金属管、異形棒、アングル材はすべて押出成形によって作られています。多くのカスタム部品は、これらの標準化された押出成形品から作られています。金属押出成形は、複雑な断面を持つ連続部品を大規模かつ経済的に製造するための、唯一の方法ではないにしても、最良の方法であることがよくあります。このプロセスが採用されている業界には、自動車、航空宇宙、海洋、建築、建設、食品加工、電子機器などがあります。
- 航空機の構造コンポーネント
- 窓枠、ドア枠、トリム
- 電気コネクタハウジング
- コンベヤー
- はしごと足場
- 複雑な薄壁筐体
- ヒートシンク
金属押し出し加工の長所と短所
金属押し出し加工の利点
寸法精度と安定性
最新の押出プレスとプロセスは、耐久性と寸法安定性に優れた、高精度の押出形状を実現します。このプロセスは、脆性材料や延性材料にも適しています。
部品コストが低い
慎重に設計することで、押し出し成形のフレームとハウジングは複数部品の組み立て工程を省くことができ、大量生産も容易に実現でき、経済性も向上します。
工具コストの削減
押し出しプロセスの単純さにより、射出成形やダイカストなどの他のプロセスに比べてツールコストが 80 ~ 90% 削減されます。
パーツの複雑さ
押し出しは、アンダーカット、T スロット、溝などのフィーチャを含む、複雑な断面形状を持つ部品の作成に適しています。
金属押し出し加工の欠点
初期設定費用
押し出し成形品の単価に加え、金型や工具の製造に関連する費用も発生します。これらの費用は、金型費とセットアップ費用として表されます。
設計上の制限
このプロセスは複雑な形状を可能にしますが、設計の自由度が制限される可能性があります。これは、押し出し加工の断面形状を一定に保つ必要があるためです。皿穴、ポケット、ボスなどの形状は押し出し加工することができず、追加の後加工工程が必要になります。
納期
押出成形には大型の機械と設備が必要となるため、製造業者の数は限られています。さらに、金型の製造と反復作業には数週間かかる場合もあります。これらの要因により、最初の部品納入のリードタイムは通常4~6週間です。
Gazful の CNC 加工チームは、複雑な形状、厳しい許容誤差、迅速な反復サイクルを備えた部品の加工を専門としています。
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