自動車のボディパネルから精密な電子エンクロージャーまで、金属曲げは現代社会を形作る基幹的な製造プロセスとして存在しています。この詳細な考察では、金属曲げの原理、方法、利点、および限界を探求し、その技術的進化を予測します。
金属曲げは、機械的な力を用いて、通常は金属板などの延性材料を直線軸に沿って変形させ、V字型、U字型、またはチャネル形状を作成する製造プロセスです。この多用途な技術は、電気エンクロージャーから長方形のダクトワークまで、さまざまなコンポーネントを製造します。プレスブレーキ、ボックスアンドパンフォルダー、機械プレスなどの特殊な設備が、これらの操作を容易にします。
プレスブレーキ操作中、ダイブロック上に配置されたワークピースは、パンチが材料をダイキャビティに押し込むことで変形します。この動作は、材料構造内に引張応力と圧縮応力を同時に誘発します。残留応力は、スプリングバックとして現れます。これは、材料が曲げ後に元の位置に部分的に戻ろうとする傾向です。この現象に対抗するために、技術者は通常、目標角度を超えて材料を過度に曲げます。
スプリングバックの程度は、材料特性と曲げ方法によって異なります。その他の考慮事項には、曲げ代計算（成形中の材料の伸びを考慮）と曲げ半径仕様（工具の形状、材料特性、および板厚によって決定）が含まれます。特殊なU字型パンチは、1回のストロークで完全なチャネルを形成できます。
この多用途な技術は、パンチを配置して、コンポーネント間の完全な接触なしに材料をVダイに押し込みます。パンチとダイの側壁間のエアギャップは、材料の厚さ（T）を超えており、代替方法よりも少ない力で済みます。最新の調整可能な工具は、ストローク深度を変えることで、単一のツールセットを使用して多様なプロファイルを可能にします。
利点： ツール要件の削減、低減された力要求、およびさまざまな材料と厚さに対する優れた柔軟性。
制限： ±0.5°の角度公差（材料とツールの不完全な接触のため）。プロセスの安定性には、正確なストローク制御が必要であり、材料の変動を補正します。
この方法は、Vダイの壁に材料を完全に接触させながら、ダイベースでの最小限のクリアランスを維持します。最適なV開口幅は、薄い材料（≤3mm）の場合は6Tから、厚い材料（≥10mm）の場合は12Tの範囲です。
利点： 最小限のスプリングバックによる精度向上。
制限： 各材料/厚さの組み合わせに専用の工具が必要であり、タイトな半径には大幅に高い力要件が必要です。
この高力プロセス（エアベンド要件の5〜30倍）は、極度の圧力によって材料を永久に変形させ、0.4Tという狭い半径を、無視できるスプリングバックで実現します。
利点： V開口が5Tという狭さでも、優れた精度を実現します。
制限： 法外な設備コストと力要件により、実用的な用途が制限されます。
正確な曲げ代（BA）、曲げ減算（BD）、およびK係数の決定は、寸法精度を保証します。材料が圧縮も引張も受けない中立軸は、これらの計算の理論的な基準として機能します。
| パラメータ | 定義 | 計算 |
|---|---|---|
| 曲げ代（BA） | 曲げ接線間の中立軸の弧長 | BA = A（π/180）（R + KT） |
| 曲げ減算（BD） | フランジ長とフラットパターンの差 | BD = 2（R + T）tan（A/2）- BA |
| K係数 | 中立軸位置比（t/T） | K =（0.65 + log（R/T）/2）/2（エアベンド近似） |
曲げは、軽〜中ゲージ材料のコスト効率の高いニアネットシェイプ生産を提供しますが、材料の変動に対する感度があるため、プロセス制御が必要になります。業界は、公差の課題に対処するために、ブレーキ成形とインクリメンタル技術を組み合わせたハイブリッドプロセスを開発し続けています。
新たな開発は、以下に焦点を当てています。
製造需要が進化するにつれて、金属曲げ技術は、インテリジェントな自動化と精密エンジニアリングを通じて進化を続け、産業用製造におけるその不可欠な役割を維持しています。
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