インクリメンタルシートフォーミング(逐次成形)

しくみ

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   ブランクをクランプする。 平らな板(ブランク)を、縁でバッキングプレート(部品の輪郭の形に開口のある支持板)の上に固定します。成形する部分の下には、何もありません。

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   小さな一歩ぶん押し下げる。 先が玉状のなめらかで硬い棒(スタイラス、通常は直径 5–20 mm)が、板を約 0.2–1 mm 押し下げます。CNC 機械(コンピューター制御の工作機械)または産業用ロボットが、それを保持して動かします。

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   1つの輪郭をなぞる。 ソフトウェアが、3Dプリントの層のように、3Dモデルを段に分割し、工具はその1つの段をたどります。先端の下の小さな部分だけが、一度に曲がって伸びるので、力は小さく済み、油やグリースが摩擦を減らします。

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   一段下げて繰り返す。 周回を重ねるごとに、多くは1本の連続したらせんとして、部品は深くなります。壁は伸びて薄くなり、水平から 60° の傾斜の壁は、元の板のおよそ半分の厚さになります。

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   外して切りそろえる。 部品の固定を外し、平らな縁(フランジ)を切り取ります。金属は少しスプリングバックする(元の形へ部分的に戻る)ので、測定にもとづく補正パスや熱処理が続くこともあります。

主なポイント

材料

アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、チタンの板で、通常約 0.5–2 mm の厚さ。一部のプラスチック板も

代表的な部品

試作のボディパネル、カバーとハウジング、特注の医療用プレート、アートやファサードのパネル

部品サイズ

手のひらサイズから約 2 m 幅まで。機械の作業範囲で決まる

精度

成形したままで約 ±0.5–1 mm。測定にもとづく補正パスで、十分の数ミリ

表面仕上げ

工具側には細かならせん状の工具痕が残り、反対側はなめらか

向いているロット数

1 点ものから数百個まで

金型・設備コスト

金型は不要で、スタイラス(工具)も安価。ただし機械(CNC フライス盤、ロボットセル、専用の成形機)は数万〜数十万ドル

速度

遅い:大きさや段差の高さにより、1 個あたり数分〜数時間

強みと限界

使われる場所

• 自動車試作のボディパネル、少量生産やレストア用の部品
• 航空宇宙試作用の外板、ダクト、ブラケットの少量生産
• 医療患者ごとに作るチタン製の頭蓋骨プレート(頭蓋インプラント)
• 建築とデザインファサードパネル、照明器具、アート作品
• 受託加工業金型代をかけずに、カバーや筐体を少量だけ作る

見分け方

• 内側(工具側)に細かい同心円状のリング、またはらせん状の工具痕。レコードの溝に少し似ています。
• 周囲の平らな縁より薄い、なだらかな傾斜の壁。
• 内側の角は工具先端の半径ほどに丸まり、鋭くはなりません。
• 板を固定していた部分に残る、平らなフランジやトリミングされた縁。

比較

動画を見る

Incremental Sheet Forming (ISF) Machine

Eurecat · 平らな板を一周ずつ殻の形にしていく研究用の機械

The Future of Metal Shaping? the Figur G15 by DeskTop Metal @SaltWorksLiveAction

NotStockPhoto · 専用のデジタル板成形機の見学とデモ

Sheet Metal Parts in Minutes | Digital Sheet Metal Forming at Evology Mfg.

Evology Manufacturing · 受託加工業が、実際のお客様の部品にこの工程を使う様子

Two Point Sheet Incremental Forming Process (Positive Sheet incremental forming process)

이찬환 · 板を部分的な支えの上で成形する、2 点式のバリエーション

実写真を見る

• Wikipedia:Incremental sheet forming — 原理とバリエーションの概要。ほぼ文章のみ
• Wikimedia Commons の写真検索