板金
板金は薄い金属板を切断・穴あけ・曲げ・成形・接合して筐体やブラケット、ダクトなどを製作する加工分野である。少量多品種から量産まで対応しやすく、金型を要するプレス量産と、レーザやタレパンとプレスブレーキを用いる柔軟な生産とを使い分けるのが特徴である。材料はSPCC・SECC・SGCC・SUS304・A5052などが一般的で、板厚は0.3〜3.2mm程度が中心である。設計では展開長、曲げR、穴ピッチ、端面距離、表面処理、接合方法を総合的に最適化し、寸法公差とコストのバランスを取ることが重要である。
材料と板厚の基礎
冷間圧延鋼板SPCCは加工性と価格に優れ、SECCは電気亜鉛めっきにより耐食性を付与した材料である。溶融亜鉛めっきのSGCCは屋外用途に向く。ステンレスSUS304は耐食・強度に優れるが加工硬化が大きく、曲げRや工具選定に配慮が要る。アルミA5052は軽量で曲げやすく、アルマイト等の表面処理と相性が良い。板厚は設計強度、たわみ、熱影響、重量、ねじ立て可否（ねじ山確保の目安）で決める。圧延方向によって割れ感受性や曲げスプリングバックが変わるため、曲げ方向と圧延目の関係に注意する。
切断・穴あけ（前工程）
レーザ切断は形状自由度が高く、ファイバーレーザは薄板高速で熱影響も小さい。タレットパンチプレスは打抜きで高いスループットを得られ、成形金型によりルーバーやバーリングも同時に形成できる。シャーリングは直線切断に適し、前加工の素材取りに用いられる。端面はバリ取り・面取りを行い、後工程の傷や塗装不良を防ぐ。
設計の要点（切断）
- 最小穴径の目安は鋼で板厚t以上、ステンレスやアルミで1.2t程度。
- 穴と板端の距離は≥1.5t（打抜きでは2t推奨）。
- スリットは幅≥t、長手方向に補強リブやビードを併用すると歪み低減に有効。
- 細長い枝形状は反りやすく、タブ（マイクロジョイント）で搬送性を確保する。
曲げ・成形
プレスブレーキのエアーベンドが一般的で、底付け・コイニングは角度精度とR再現性を高められる。絞りやフランジ、ヘミング、バーリング、ビーディング等の成形で剛性と意匠を両立する。ステンレスは加工硬化が強く、割れ防止に曲げRを大きめに設定する。
スプリングバックと補正
スプリングバックは材料強度・板厚・Vダイ開口幅に依存し、エアーベンドでは過剰曲げで補正する。角度基準の段取と試し曲げで狙い角を学習し、必要に応じて底付けへ切り替える。
曲げRと最小フランジ
内Rは一般に鋼でR≥t、ステンレスでR≥1.0〜1.5tを目安とする。最小フランジ幅はR＋2t程度を確保し、曲げ起点近傍の穴はR＋2t以上離す。コーナーは逃がし（コーナーリリーフ）を設け、割れとひずみ集中を避ける。
ねじ立て・補強とファスナー
薄板へのねじはバーリング（タップ立て高さ確保）や圧入ナット、リベットナット、セルフクリンチング等で実装する。締結にはボルトやリベットを用い、導通が必要な箇所は塗装マスキングや座面の導通確保を行う。アルミと鋼の異材接触は電食対策（絶縁・表面処理）を施す。
接合方法
抵抗スポット溶接は薄板接合の定番で、高速・高再現性を実現する。TIG/MIGなどアーク溶接は気密性や外観が要求される筐体で用いられる。機械的接合ではクリンチングやカシメが熱影響を避けたい場合に有効である。接着は振動・水密・異種材の組合せで効果を発揮するが、前処理と凝固時間を設計に織り込む。
表面処理と耐食
鋼板はリン酸塩皮膜＋塗装、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっきなどを選択する。アルミはアルマイト（陽極酸化）や化成皮膜、ステンレスは酸洗・電解研磨・ヘアライン仕上げなどがある。粉体塗装は厚膜で耐チッピング性に優れ、屋内筐体に適する。導電やシールドが必要な場合は導電塗装やガスケットを併用する。
展開計算とKファクタ
板金設計では展開長の精度が外形・角度・嵌合性を左右する。ベンドアローワンスBAはBA＝θ×(r＋K×t)（θはラジアン）で表し、Kは中立軸位置を表す係数で0.3〜0.5が一般的である。展開長＝フランジ長1＋フランジ長2＋BAとして見積り、試作実績でKを部品・材料ごとに標準化する。曲げ回数や曲げ順も展開に影響するため、CAD/CAMで自動展開しつつ実機で検証する。
抜け止め・逃げの設計
曲げ始点の割れを防ぐため、曲げ線を跨ぐ長孔にはスリットや逃げを設ける。タップ穴の近傍は補強フランジやバーリングで板厚相当を確保し、座面の平面度を管理する。
品質・検査・公差
バリ・面傷・反り・角度誤差・溶接歪みを要因分析し、要素工程ごとに対策する。レーザ抜きの寸法公差は±0.1〜0.2mm程度が目安で、大形では±0.5mm程度まで緩和する。角度公差は±1°程度を基準に、嵌合部はゲージで管理する。ねじは通り止まりゲージ、溶接は外観・マクロ・リーク試験等で確認する。治具化により再現性を高め、不良循環を遮断する。
生産計画とコスト設計
少量試作では金型不要のレーザ＋ブレーキが有利で、量産・超量産では順送や単発プレス金型で高サイクル化する。材料歩留りはネスティングで最適化し、共通曲げR・共通Vダイ・共通板厚で段取時間を削減する。部品番号・図番・BOM・加工条件をデータベース化し、CAD/CAMとMESで前後工程を連携させる。DFM/VEにより、部品点数削減や一体成形、標準部品化で原価を継続的に低減する。
安全・環境
エッジは面取りし、手張り・搬送時の切創を防止する。溶接や研磨では粉じん・ヒューム・騒音対策を行い、火災リスクを管理する。端材はリサイクル回収し、塗装・溶接で発生する廃棄物は規制に適合して処理する。軽量化や耐食設計はライフサイクル全体の環境負荷低減に寄与し、板金製品の価値を高める。
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