銅の薄板加工についてです。

質問

今回テストケースで、銅の薄板を外形、内径共にＮＣフライス加工を行う予定です。製品化するにあたって、プレス抜きによる物が効率よく、製造単価は安くつくはずですが、試作において、プレス金型は高額過ぎて現実的ではありません。
板厚は０．２５ｍｍの銅板で、薄くてとても１枚では切削加工は出来ないと思います。
そこで、考えたのですが、枚数を重ね、１０ｍｍほどにしてフライス加工を行うのはどうかと思います。

形状ですが外形は正方形　四隅に穴　センターに大きな穴を開けます。
外形、穴に重ならないようなアルミの２０ｍｍ厚の板で押さえを作り、先に開けた４隅の穴を使い、ボルトで固定します。

固定の後、センターの大きな穴をヘリカル等で開けて行こうと思います。

まずこれでうまく削れるのか心配です。
次に被切削板（銅板）を削った部分にバリが出来て板の間に入り込んで
板と板との間を広げるのではないかと思います。

手動でサンダーを使って薄物が重なった物を削ると起こりがちな事ではないかと思います。

今まで、こう言った加工をされた経験のある方いらしたら是非ご教授いただけないでしょうか。

また、聞いた話ですが、ワイヤーカッターでの加工方法なら、かなりの枚数重ねて切れると聞いた事も有ります。

板への機械的負荷も、熱的負荷も少なく、断面もきれいになると聞きました。
ならばそれが良いのかも知れませんが、同じくワイヤーカッターの経験も有りません。

この場合の仕上がりを御存じのかたいらっしゃいませんか？

出来た試作品が、十分な機能を果たす事を確認出来たら、プレス型での製造を検討したく思います。

よろしくお願いします。

回答No.8

noname#230359

ノリ（接着剤）で銅板を板（べニアでも可能　出来ればアルミ）
小径のエンドミルで皮一枚　おｒ　ランナー　を　残して加工

小径はφ３以下（超鋼　高回転　切り込み浅く）で加工

モデラですが
加工例
http://www.rolanddg.co.jp/product/3d/sculpture/egx-20.html

普通のMCでもできるよ

回答No.7

noname#230359

試作と言っても分野が色々ありますからね。
でも一番に浮かぶのはワイヤーカットでしょう。専業の賃加工業者も多く日本中何処でも依頼出来るでしょう。
二番目はタレパンですがこちらは業者も限られますから、御社の近くで探して相談されることですね。
具体的使用目的を明らかにすれば相談に乗ってくれますよ。

回答No.6

noname#230359

フォトエッチング加工メーカーで営業職をしています。
製品サイズなど詳細寸法や公差が不明ですので何とも言えませんが、
フォトエッチングでも対応できると思います。

・塩化第二鉄液で溶かして作るという工法です。（化学切削とも言われます）
・溶かすだけなので、加工後のバリやカエリやダレなどの発生がありません。
・１個から試作対応が可能です。
・型となるエッチングマスクは数万円程度が必要です。
さらに、製品寸法や板厚によりますが、１つのエッチングマスクに数種類のパターンを書き込んで１回のエッチング工程で数種類の試作品を作ることも可能です。また、寸法精度がラフでも良いのであれば、一つのエッチングマスクで近い板厚のもので共有することも可能です。

基本的には銅やステンレスがほとんどと言っても過言ではないと思います。
加工できない金属については、溶かして加工することから耐腐食性の高い金属は難しいでしょう。
業者によっては、チタンやモリブデン等の特殊材料をエッチングするところもあります。

同一材料（材質や板厚）で作るという前提ですが、一つのエッチングマスクの中に、”一部の寸法が違うのもの”や”まったく形状の違うもの”をパターニングすれば、一枚の板に数種類の物を作ることは可能ということです。

補足

ご意見ありがとうございます。
表題に有るように、銅板なのですが、おっしゃる方法は金属の材質は問わないのでしょうか？
一般に見るエッチングで、逆に加工できない金属というのはあるのでしょうか？

それと、数パターンの…とありますが、これは１枚の板に数種類の物を作ると言う事で間違いないでししょうか？

具体的な図面が無くて恐縮ですが、例えば、一部の寸法（穴系）を変えると言うのも可能なのでしょうか？
その場合は別のマスクが必要になるのでしょうか？
質問ばかりですいません。よろしくお願いします。

回答No.5

noname#230359

薄板の加工は本当に大変ですね。
私の実績ではｱﾙﾐの2mm程度ですが　ABS樹脂板を両面ﾃｰﾌﾟでｻﾝﾄﾞｲｯﾁにします
それをｱﾙﾐのﾍﾞｰｽ板を用意して両面ﾃｰﾌﾟで貼り付けて加工してはどうでしょう。
はがす時はﾍﾞﾝｼﾞﾝに漬ける、または熱湯に漬けると剥がし易くなります
ｱﾙﾐの2mmだとABS樹脂に貼り付けた物をﾍﾞｰｽ板に貼るだけでｻﾝﾄﾞｲｯﾁにしないで
加工をします。
経験がないので、・・・だろうのｱﾄﾞﾊﾞｲｽで申し訳ありません、
参考になれば幸いです。

お礼

参考にありがとうございます。
実は私も、アルミの冶具に張り付けて、試みましたが０．２５はさすがに固定が難しく、ボルトでの固定は当然ダメで、テープも数種類試しだんだん薄く強力なテープになり、仕上がりの割にはがす為の時間がかかる、はがす際の破損のリスクが相当でした。

他にも自分なりに試行しましたが、手に負えずこうして質問させていただきました。

薄物は大変な作業ですね・

回答No.4

noname#230359

回答ではないですが、参考に実体験を。

30ミリ角1ミリ厚のC1100、5枚を瞬間接着剤で(バイスで締め上げて)固定。
厚み方向にバイスではさんで4面を加工。
30ミリ側をバイスではさんで上から少し押さえて４角3.2φキリ
はずして裏をエンドレスでバリ取り
もう一度バイスではさんで中心に10φエンドミル加工
このときはドリル穴は若干かえりがありましたが中心穴にはありませんでした。

薄物は大変ですね。がんばってください

お礼

なるほど、参考になります。いろんな形状の試作が今後も有ると思いますので使ってみたいと思います。
ありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

心配しすぎ

＞アルミの２０ｍｍ厚の板で押さえを作り、先に開けた４隅の穴を使い、ボルトで固定

１０ｍｍ厚以下でもイケル
ヘリカルも必須ではない。なるべく小径のエンドミルで荒取り、中に芯を残し落ちた後で仕上げすることで充分。

＞０．２５ｍｍの銅板
１枚毎に明けるなら薄物のボール盤穴あけは要注意！！
アルミ板と組付けてあけるならある程度バリが出る。
組付後に中の穴も大きめの穴あけした方がフライスが楽。

この手の試作はフライス、旋盤（外周丸）、ワイヤ、金型までは手を出し、エッチング、タレバンは外注を繰返してます・・・実経験が無い回答は軽んじられてしまう傾向があるようなので（笑）

＞手動でサンダーを使って薄物が重なった物を削ると起こりがちな事ではないか

イミフ？　サンダーの切味と新品のエンドミルは比較するまでもない。
切味良いとボール盤の注意事項の如く持上げ現象が出ることには少し要注意。

４隅の穴は真中の捨て穴をあけて、アルミ板とボルト１本で締めれば一気に加工できる（ドリルは特に細工不要）
その前に外形を削っておけば穴位置は狂わない。外形削りはバイスで締込めるので板が動いたりはしない。

その際も真中には１枚ごとの穴あけを要する。
薄板にはローソクドリルを使う（市販品も有、ホントは研げる技能が欲しい）
巻込まれる危険を回避する必要。
ハンドプレスが有れば穴あけだけでも使うと便利。

穴あけのバリはドリルまたは面取カッタを手回しで削取る、なお取れないカエリは厚板（なるだけ焼入、研削）で挟んで叩くと引込む（穴方向に張出す）

外形、内径を削るにも小さなバリが出るのは不可避。上記の方法で充分なことも多いが、その部品の用途を考えて判断。叩けばソリが出るのも許容可否を判断。

最初は枚数をあまり増やず、経験を積みながら限界を知っていくことも必要。

あと、関係ないが、続くヒトが見た時の参考になれば

外注での加工方法として、レーザー加工（銅板はＹＩＧレーザー）
挟込法からの純手加工として、コンターマシン＋ヤスリ仕上げ
　　今更ではあるが・・・コンターを持っている所もあるはずで、１ミリまでコンター荒取り、あとはヤスリ仕上げで希望精度までというワザもある。腕次第だが早さでは負けない

お礼

たくさんの情報ありがとうございます。自分の頭の中は、いろんな成約で固まっていましたが、柔軟になりました。

カエリの修正方法も有るんですね。

最も参考になるご意見は　「経験を積みながら限界を知って行く事」

という文章です。教えて頂いた方法も加味して色々トライしてみます。

ありがとうございました。

補足

ご回答ありがとうございます。
心配しなくてよさそうですね（笑）

薄物試作のご経験がおありの様で、もう少し詳しくお伺いしたいのですが、

最初の固定用穴開けも、アルミ固定板ではさんで（押さえて）ボール盤かＮＣのテーブルに固定後穴開けすると良いのではないかと思いますがいかがでしょう？

もうひとつ、アドバイス下さった切削は、１枚づつでも荒取り、仕上げでバリが発生しないものでしょうか？

追加質問恐縮ですが、よろしくお願いします。

回答No.2

noname#230359

0.25mmの板を10mmに積層するには、40枚も重ねる必要があります。
こんなに沢山試作品を作る必要ありますか？
銅の薄板は、沢山重ねても、柔いので、ご心配のとおりバリが板と板の間に
入り込むでしょう。

銅板をだけを積層するのではなく、必要最小限の枚数の銅板を、ある程度厚
さのあるベーク板（フェノール樹脂の積層板）などでサンドイッチして銅板
を押さえるようにして加工すればうまく行きそう思います。

ベーク板は、捨て板として、銅板と同時に削ってしまうことをイメージ
していました。

補足

参考意見ありがとうございます。

そうです、出来るだけ試作品も少なく済むようにしたいのですが、重ねるほどインゴットに近くなり、ビビりやバリが消えるかと思いきや、バリは防げ無いとのですね。

加えて質問です。

私はアルミで押さえる（挟む）と考えましたが、おっしゃるベークライトにはビビりを押さえる効果等が期待できるのでしょうか？

また、例えば、真ん中のホールの仕上がりがφ１００とします。
押さえの板はφ１００．１のように、出来るだけ仕上がりに近いほど
薄板のビビりは無くなる気がします。

旋盤加工等で、薄い部分が多く残るとビビるのと同じ様な気がします。

それに付いてどうぞ御意見を頂けませんか？

回答No.1

noname#230359

切削は　心配される　通りの　結果になります

同様なことは　ワイヤーカットで　施工済です　気を付けるところは
ワイヤー仕上げは　表裏両面とも　バリ・ダレが無い事です
プレス加工ですと　バリ・ダレが発生します
試作はワイヤー　量産はプレス　で　随分　落とし穴に落ちました

加工枚数は機械使用最大まで可能です　若干酸化するかも　鉄系は
錆落とししました

ワイヤーカットのへそ取りは指示すれば結構うまく処理してくれます

微小な凸が残るのは切り落としの最後の一か所だけとなるので
組み立て時干渉を嫌うなら凸残り分を凹ませて設計すればよい
又は影響の無い所を開始点にする

ほかの方の回答にも有るように上下に厚めの捨て板を使ったことを
言い忘れました　付け加えます

後は　試作時は　プラズマカット　は　どうでしょうか

お礼

ご回答ありがとうございます。ワイヤーカットの業者さんと話し合いを持ち、そこでもいろんな参考になる情報を頂きました。
試作と量産を切り離して考えていましたが、枚数に関係なく切り出しができるのはこの魅力だと思います。
プラズマも私なりにしらべてみます。
ありがとうございました。

補足

早速ご回答ありがとうございます。

貴重なご体験ありがとうございます。

結局、量産をプレスで行ったけれど、バリ・ダレの発生があったので、ワイヤーカットの方が、相当数の切り出しも可能で、バリ・ダレも無く仕上がり、実用的だったという事ですね。

軽いものであっても押さえこまなくても、ずれないとは本当だったんですね。

参考になります。

ご回答に更に質問恐縮ですが、ワイヤーカットの場合、ホールの内部に小さいのですが出っ張りが残っていると記憶しています。

薄物ですので、簡単にヤスリがけ？と思いますが変形するのではといささか懸念する所も有ります。

こう言った事はワイヤーカットしていただく工場と相談でなんとかなるものなのでしょうか？
ご存知で有ればお知らせいただけると助かります。