ステンレス板加工とは
ステンレス板加工とは、ステンレスの板材に対しておこなう加工です。
ステンレス板の特性として、耐食性や耐熱性が挙げられます。その特性を活かし、例えばキッチンツールや医療器具、産業用設備等に用いられています。しかし、ステンレス板は、高硬度であることや、靱性 (外力が加わったときの変化割合) やスプリングバック (加工後に外力を除いたときの戻り) などの割合が大きいため加工が難しい材料です。
しかし、少しでも加工の難しさを解消するため、素材メーカーでは使用目的に合わせたステンレスの改良が進められています。
ステンレス板加工の使用用途
ステンレス板加工の使用用途は、キッチン用具、家電、インフラ、医療分野の製品の加工と多岐にわたります。ステンレス板の耐久性と美観が評価され、日常生活品から専門用品まで幅広く利用されており、目的に応じた加工が必要です。
ステンレス板を使った製品は、小さいものでは時計や携帯電話などの精密機器用部品、大きくなると洗濯機の脱水槽のドラムやオーブンレンジ、冷蔵庫など家電製品があります。さらに大きな製品では、流し台などの厨房関連製品があります。
また、建築資材もステンレス板加工により製作されており、具体的な製品は、建物の外装や屋根材、橋や道路のガードレール、エレベーターの内装などです。さらに、輸送機器関連や産業機器関連の製品もステンレス板加工により製作されています。
少し変わった分野では、医療分野が挙げられます。ステンレス板加工で製作される手術器具や診療用機器、病院の内装等は、衛生的な環境の維持が可能です。
ステンレス板加工の原理
ここでは、ステンレス加工の原理を「一般的な加工方法」と「微細な製品の加工方法」に分けて解説します。
1. 一般的な加工方法
ステンレス板加工は、さきほどの使用用途で述べたように大小の多岐にわたる製品の製造に使用されます。そのため、通常の金属板と同じように基本的な加工方法がおこなわれます。代表的なものは溶接加工や切断加工、曲げ加工、プレス加工などです。
切断加工や曲げ加工、プレス加工などの機械的な加工は刃物などの工具を使用して切る、曲げる、打ち抜くなどの加工をおこないます。溶接加工は、金属が熱で溶融する性質を利用した方法です。熱により溶融した金属を接合したい素材に接触させ、冷却固化させてステンレス板を溶着させます。
ステンレス板の材質であるステンレス鋼には、さまざまな種類があります。それぞれのステンレス鋼の特性により、好適な加工方法は異なるため注意が必要です。また、板厚が大きくなるにつれて加工が難しくなるため注意が必要です。
2. 微細な製品の加工方法
医療機器の部品などの微細な製品は切削加工や研削加工、研磨加工などの金属除去加工で製造されます。化学的な反応を利用したウェットエッチングでも加工可能です。切削加工などの機械的な加工方法を使用する場合は、一般的な加工方法と同様にステンレスの種類に応じて条件を精査する必要があります。
ステンレス板加工の種類
ステンレス板加工は、他の金属板と同様に切断加工や曲げ加工、溶接といった基本的な加工のほか、表面加工なども行われています。ステンレス板加工には以下のように主に4種類の加工があります。
1. 溶接加工
溶接加工はステンレス板を溶かしてつなげる加工です。ステンレス板を溶接する方法には、レーザー溶接、ガス溶接、被覆アーク溶接などがあります。手動でおこなう場合もありますが、ステンレスの部品同士を溶接で結合する際に用いられる溶接機も使用されています。アーク溶接の種類であるTIG溶接やMIG溶接などの方式があり、ステンレスの種類や目的に応じて選択が必要です。
2. 切断加工 (カット)
切断加工は、ステンレス板を切る加工です。グラインダーなどの工具を使用します。機械を用いてレーザー切断やウォータージェット切断などもおこなわれています。
3. 曲げ加工
曲げ加工はステンレス板を曲げる加工です。プレス機による曲げ加工が一般的です。プレス機は、ステンレス板に高い力をかけ、曲げ加工をします。プレス機では、金型を強い力で押しあてて打ち抜くことも可能です。プレス機は、製品の大量生産に適しています。
4. 表面処理
表面処理はステンレス板の表面に処理を施し、表面粗さや外観をコントロールする加工方法です。具体的な方法は、化学処理や熱処理、研磨、エンボス加工、エッチング加工、メッキ処理、塗装などです。研磨には、電解研磨、バレル研磨、バフ研磨、ヘアライン仕上げといった多くの処理が使われています。例えばヘアライン仕上げは、鏡面のようなステンレス板表面を加工して、高級感を出すことができます。
例えば、洗濯機の脱水槽はステンレス板にパンチング加工と表面処理をして製造されています。エスカレーターの乗降部に使われているステンレス板製品では、滑り止め防止の表面加工が施されています。