⼤型製⽸・溶接・各種装置の設計製作・ＯＥＭのことなら
「大型製缶加工・装置受託センター.COM」

大型製缶加工・装置受託センター.COM

Produced by yamaura

0265-83-8888 （平⽇：8:00 〜 17:00）

お問い合わせはこちら

資料ダウンロード

電話

技術コラム / Column

トップページ
技術コラム
大型製缶加工とは？4m以上の大型製缶加工における3つのポイント

技術コラム　タグ一覧

製品分類から探す

業界から探す

当社だからこそできること

大型製缶加工・装置受託 センター.COMとは

大型製缶加工とは？4m以上の大型製缶加工における3つのポイント

2021/09/21

一辺数メートルにもなる大型の架台やフレーム。大型製缶加工は、肉厚で長尺の金属板を加工してこうした製品をつくる加工法です。より大型のワークを扱うことになるため、一般的な製缶加工に比べ格段に難しくなります。

ここでは、基本的な製缶加工の流れから、大型製缶加工のポイントまで徹底解説します！！

製缶加工とは？製缶機械加工の種類・方法・設備を一覧でラインナップ！

製缶加工は、生産設備や検査装置の架台・フレームをはじめ、ワイヤードラムやタンク、自動搬送機など立体形状の大型加工品を製作する際に用いられる加工法です。

なお、製缶加工とよく似た加工法に板金加工があります。製缶加工と板金加工の違いについて知りたい方は下のリンクから！！

>>>製缶加工と板金加工の違いとは？

製缶加工の５つの工程

　一般的に製缶加工は、

　　①切断・穴開け

　　②曲げ

　　③溶接・組立

　　④熱処理

　　⑤仕上げ

という５つの工程で進められます。一つずつ詳しく見ていきましょう。

①切断・穴開け

　切断・穴開け工程では、一般的に肉厚数mm~十数mmの分厚い金属板（鉄やステンレス等）を切断機やマシニングセンタを用いて加工を行います。かつて切断の精度は職人の技術に左右されましたが、今日ではコンピュータ制御が可能となりました。その結果、工程のかなりの部分が自動化されるとともに、メーカーごとの精度の差がほぼ無くなりました。

　一般に、切断はシャーリングマシンやバンドソーで、穴開けはマシニングセンタやタレットパンチプレス（通称タレパン）という機械でそれぞれ加工されます。

②曲げ

　曲げ工程は、ダイとよばれる型の上に材料を置き、その上から押し金型（パンチ）を押し当てることで板を曲げるというのが基本です。その際用いる機械がベンディングマシンやプレスブレーキです。　

　曲げと次に説明する溶接・組立は技術者によりかなり差が出ます。ワークをセットする位置の正確さや曲げる角度がポイントで、特に加工後のスプリングバック（曲げた金属の板が少し戻ること）対策が完成品の品質に大きく影響します。

　また、タンクやパイプのようなR形状の製品を加工する場合は、ベンディングロール（ロールベンダーとも）を用いて材料を筒状に曲げる必要があります。

③溶接・組立

　製缶加工の溶接は、アーク溶接を用いることが一般的です。アーク溶接とは、不活性ガスを吹きつけながら金属の酸化を防止しつつ、アーク放電により金属を溶かして溶接する方法です。

　溶接工程のポイントは２つあります。１つ目は、高い技術力が求められるということ。熟練した溶接技術者でなければ、冷却後に溶接部分が収縮して変形したり脆くなってしまうこともあります。そして２つ目は、溶接歪みの問題です。切断・曲げ加工を施した板材を溶接して組立を行う際、組立品が原寸であるかというのは無論重要です。しかし、それ以上に残留応力による歪みの発生を抑制する、あるいは取り除くことが大切になります。その対策として、溶接治具や定盤で固定し溶接・組立を行うというのが基本です。

　溶接作業をすると接合部分に溶接ビードとよばれる盛り上がりができることがあります。これを取り除くため、サンダーとよばれる工具で削り、表面を滑らかにします。しかし、それだけではどうしても溶接痕が残ってしまいます。

④熱処理

　組立品の残留応力を除去する工程が、この熱処理（焼鈍）になります。焼鈍は、焼きなましとも言われます。鋼材を一定温度まで加熱したのち徐冷することで、内部応力の除去および加工性の向上を図る処理になります。

⑤仕上げ

　最後は、表面処理を施して完成品となります。必要に応じて旋盤やマシニングセンタを用いた機械加工で２次加工を行い、加工品を精密で平滑な表面に仕上げます。

　また、ショットと呼ばれる微細な金属球を高速で吹き付け、表面に凹凸状にするショットブラストもよく用いられます。この処理の目的は２つあり、溶接痕の除去や表面を粗くザラザラとした質感に仕上げる（梨地加工）など表面を綺麗にすること。そしてもう一つは、加工品を凹凸状にして表面積を大きくすることにより、塗装やめっきをはがれにくくすることです。

ショットブラストやマシニング加工（機械加工）についてもっと知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。

>>>大型ショットブラストの特徴とポイント

>>>大型マシニング加工における２つの重要なポイント

大型製缶加工で製作される製品の種類とは？

大型製缶加工で製作される製品には、様々な種類があります。

・架台

架台とは、設備機器などを設置する架構（かこう）です。架構とは柱と梁で成り立っている構造のことをいいます。

主に架台は、空調機やキュービクル、制御盤、サーバー、分電盤などの設備機器や大型看板を設置するために用いられます。このことから別名「設備架台」とも呼ばれています。設備機器の中にはバックアップ用の非常用電源なども含まれますので、地震などの災害時でも簡単に壊れないように設計する必要があります。

そのため架台には、高強度、安全性、野外での耐食性・耐候性等の機能面が必要不可欠となります。

＞＞架台とは？機械・装置・設備架台の違いと用途を解説

＞＞大型装置架台・機械架台の製缶加工における3つのポイント

・製缶フレーム

製缶フレームとは、半導体・液晶装置をはじめとする数メートルクラスの大型装置・大型産業機械を支持する、その外郭を成すフレームのことを指します。

製缶フレームとよく似たものとして、架台やベース・ベッドなどがあります。

架台は、空調の室外室内機やキュービクル、制御盤・分電盤、サーバーラック等の装置・設備を支持する支持台で、アングル材・チャンネル材等の鋼材に製缶板金加工や溶接を施して組み立てることで製作します。もちろん、数トン・数メートルクラスの大型装置・機械用の架台もあります。

ベース・ベッドについては、チャンネル材から組み立てるチャンネルベースという名を聞いたことがある方は多いと思いますが、工作機械や大型装置のベース・ベッドの場合は、熱膨張率が低くヤング率が高い鋳物（例：鋳鉄で152GPa）のベース・ベッドのことを指すケースが多いです。

＞＞大型装置・機械向け製缶フレームの製缶・機械加工事例

・合成床板

合成床板とは、鋼板（デッキプレート）とコンクリート（スラブ）を組み合わせ、荷重に抵抗するように構成された床版を指します。

　RC（鉄筋コンクリート）床版や鋼製床版と比較し、合成床版は高耐久な床板となっており、40tfまで破壊を生じないことから、寿命については 100 年以上としてもよいであろうとの評価がなされています。

　平成9年の「公共工事コスト縮減のための新行動計画」により、橋梁に長支間の高耐久性床版が求められるようになったことを受け、現在、合成床版は橋梁や高速道路などに使用されています。

＞＞合成床版とは？PC床版、RC床板との違いとそれぞれのメリット

・台形ネジ

台形ねじは、ねじ山が台形のねじです。ねじ山の角度が30°の「30度台形ねじ」、29°の「29度台形ねじ」がありますが、一般的には30度台形ねじがよく使用されます。

ねじ山が三角形である「三角ねじ」と比較すると、台形ねじは摩擦力が低いですが、製作が容易で高精度な加工が可能という特徴があります。また、摩擦力が低いことから回転運動を直線運動へ変換する「送りねじ」として利用されています。

＞＞台形ねじ・送りねじのNC長尺旋盤加工におけるポイント

・大径リング・大径フランジ

大径リングと大径フランジは、その名の通り直径が比較的大きなリングやフランジのことを指します。大径リング・大径フランジは、建設機械や風量発電設備、産業機器をはじめとした、様々なインフラ設備において、回転効率や荷重分散を支える重要な部品です。この2つの部品に大きな違いはありませんが、およそ下記の通りに用途がやや異なります。

大径リング：回転運動や荷重分散を支えるリング形状の部品。
大径フランジ：配線や機械部品を連絡するための円形接合部材。密閉性や耐圧性も求められる。

大径リングと大径フランジは、その大きなサイズや用途ゆえに、厳しい公差管理や精度が求められる部品になります。

＞＞大径リング・大径フランジの加工業者の選定における3つのポイントとは？

・大型攪拌槽（タンク）

大型攪拌槽（大型タンク）は、その名の通り攪拌や貯蔵をする目的で使用される、化学や食品など様々な食品業界で使用されている攪拌槽（タンク）を指します。

＞＞大型攪拌槽（タンク）とは？

・トロンメル

トロンメルは、大型分粒装置の一種です。円筒形に網目をはったふるいを回転させながら、投入した原料のサイズによって分級を行います。このことから、トロンメルは別名「回転式選別機」と呼ばれています。

トロンメルと似たものとして振動式選別機が存在しますが、少し異なります。振動式選別機はふるいを振動モーターで自動的に振動させる装置です。土砂などの細粒分をふるい落とす際には、振動が有効になります。

＞＞トロンメルとは？構造、用途、種類について

・バケットコンベア

バケットコンベアとは、チェーンもしくはベルトに、バケット（バケツ）が連続的に取り付けられているコンベアです。バケット内に搬送物を入れることで搬送します。

一般的なベルトコンベアやローラコンベアと比較して、バケットコンベアは粒体や粉体、流体などの非定形な物体も漏出することなく搬送できる点、垂直方向に摩耗性の高い材質でも安定して輸送できる点が利点として挙げられます。

バケットコンベアはよくバケットエレベーターと混同されますが、少し異なります。バケットエレベーターは、バケットコンベアの中でも、垂直搬送に特化したものを指します。そのほかにも、バケットコンベアには傾斜搬送、水平搬送など搬送の種類が様々あります。

＞＞バケットコンベアとは？特徴・構造と設計のポイント

大型製缶加工　３つのポイント

ここまで製缶加工の基本的な工程についてご紹介してきました。それでは、ワークが大型になるとどういった点がポイントになるでしょうか。

ポイントは大きく分けて３つあります。

①加工が難しくなる

　１点目は、段取り作業や溶接作業に手間と時間がかかり、加工の難度が上がる点です。具体的には、溶接歪みが出やすくなる、鋼材の収縮幅が大きいため許容誤差に収めるのが難しいといった問題があります。前述の通り、一般的には治具や定盤で母材を固定して溶接・組立を行うことで、溶接歪みはある程度抑えられます。しかし、大型ワークを固定できるほどの治具や大型定盤を保有しているメーカーは多くありません。また、許容誤差に収めるためには長年の経験と技術が必須です。

②ストックヤードの広さが要求される

　２点目は、長尺・大型の板材を大量に保管できるだけのストックヤードを保有している必要があります。多くの在庫を抱えられないメーカーは、短納期に充分に対応できない可能性がありますので、メーカー選定の際は注意が必要です。

③大型機械装置を保有しているか

　そして３点目は、大型ワークを加工することができる機械装置を持っていること。

　長さ数メートルから十数メートルにもなる長尺ものを加工できる長尺旋盤や大型マシニングセンタを保有しているかがポイントになります。また、そのような材料部品・製品を移動することできるクレーンのような装置も欠かせません。

大型機械加工機については、こちらの記事で詳しく解説しております。

>>五面加工機による大型精密機械加工のポイントと加工事例のご紹介

>>門型マシニングセンタとは？立型・横型マシニングセンタとの違い

ヤマウラだからできる大型製缶加工

　長野県駒ケ根市を拠点とする製缶加工メーカーヤマウラ。ヤマウラは、非常に広大な保管ヤードや門型マシニングセンタ、最長7,000mmの加工能力をもつNC長尺旋盤、さらには吊り上げ荷重20tのクレーンなどを保有しております。材料調達はレーザー加工済みの鋼材を調達し、保管ヤードに常時大量の材料部品を保管しているため、短納期にも対応可能です。

　また、ヤマウラは国家資格「技術士」（Professional Engineer）３名をはじめとする多数の熟練技術者が在籍しております。さらに、幅2500m×奥行7000mmの大型溶接定盤（自社製造）を10枚ほど持っているため、溶接歪みの発生を抑制しながら大型部品の精密な組立を行うことができます。

溶接定盤についてもっと詳しく知りたい方はこちらの記事をご覧ください。

>>【コラム】溶接定盤　これがないと精密な組立ができない！？

門型マシニングセンタ、立型マシニングセンタの加工動画は、こちらからご覧いただけます。