マイクロプレス加工

 マイクロスタンピングとは何ですか？

Layanaのマイクロスタンピング部品

マイクロスタンピング（Microstamping）、または精密スタンピング、微細精密スタンピング、ミニチュアスタンピング、またはマイクロフォーミングは、微細な特徴を持つ小型部品の製造を指します。このマイクロスタンピングプロセスは、ミクロのスケールで操作を行う特別な金属スタンピング技術です。従来の金属スタンピングは通常、大型のコンポーネントを処理しますが、マイクロスタンピングは、繊細で微小な材料を扱うように設計されており、ミリメートルまたはマイクロメートル単位で測定される部品を製造します。

マイクロスタンピング用の金型の種類

マイクロスタンピング金型は、主に3つのカテゴリーに分類されます：シングル金型、プログレッシブ金型/コンパウンド金型、そしてファインブランキング金型です。

1. シングル金型：シングル金型は、特定の操作のみを行うように設計されており、以下のサブカテゴリーに分かれます。
   
   
2. マイクロパンチング金型：これらの金型は、マイクロピアス金型とも呼ばれ、金属シートやストリップに精密な穴を開けるために使用されます。
   
   
3. マイクロブランキング金型：これらの金型は、金属シートやストリップから特定の形状やプロファイルを切り取るマイクロブランキング操作を行います。
4. マイクロフォーミング金型：これらの金型は、マイクロベンディング（微細曲げ）やマイクロドローイング（微細引抜き）、またはマイクロディープドローイング（微細深絞り）などの技術を使用して微細部品の精密成形に使用されます。
   
5. その他の金型：特定の操作を行うためのシンプルな微細スタンピング用金型。
   
   
6. マイクロプログレッシブ金型とマイクロコンパウンド金型：プログレッシブ金型とコンパウンド金型（または組み合わせ金型）は、1つの金型内で複数の操作を行うように設計されており、これにより単一操作の金型よりもコスト効率が向上します。プログレッシブ金型は、材料ストリップがスタンピングプレスに供給され、ツール内のさまざまなステーションを連続して移動する高複雑スタンピングに使用されるツーリングの一種です。
   
   
7. マイクロファインブランキング：ファインブランキングは、滑らかな切断面を形成することで二次加工を排除する高精度な下穴加工技術です。ミニチュアコンポーネントの小型サイズにより、ファインブランキング技術は、二次加工中の材料処理の問題や、微細部品を処理するために必要な高価な精密機器のコストを回避するための優れたソリューションです。

Layanaのカスタマイズされたマイクロスタンピング能力

Layanaは、数十年にわたるマイクロスタンピングの経験と専門知識を持つプロフェッショナルな研究開発チームを編成し、10mm未満のさまざまな複雑なマイクロ部品を±0.01mmの精度で製造しています。クラッディング技術と冶金知識を活用し、ミニチュア金属スタンピングの微細精密加工を専門としています。

 

 

Layanaには、シンプルな金型から順送金型まで、40年の経験を持つ者もいる金型製作のコアチームがあり、ほとんどの金型は社内で製作されています。

カテゴリー	能力
金型の最大サイズ	最大 2,500mm*1,000mm*550mm
金型の最大重量	最大 1,200kg
材料の厚さ範囲	0.02mm~6mm
公差範囲	最大 ±0.01mm
月間生産量	10 セットの金型

マイクロスタンピングと一般的なスタンピングの違い

マイクロスタンピング、またはマイクロメタルスタンピングは、従来の金属スタンピングよりも精密で小さな部品を製造します。微小部品の製造に求められる技術と品質基準は、標準的な金属スタンピングに必要なものよりもはるかに高く、微小部品のスタンピングプロセスでは、精度と公差の要件も非常に高く、0.1mm以内であり、加工する材料は非常に薄いものが求められます。以下は、Layanaのミニチュア部品スタンピング能力の一覧です：

金属スタンピングは、機械式プレスとスタンピング金型を使用して平坦な金属シートを特定の寸法、形状、機能に変換する金属成形方法です。各部品の製造可能性（寸法範囲、精度、許容される特徴）は、設計の複雑さに応じて異なります。

マイクロスタンピングのプロセス

マイクロスタンピングの最初のステップは、スタンピング金型の設計と製造です。微小部品の製造に使用されるツーリングは、さまざまな操作（例：ブランキング、ベンディング、ドローイング、フォーミングなど）を実行し、部品の精度要件に応じて実施されます。

• マイクロブランキング：1回のプレスストロークで金属シートをせん断する切断プロセス。
• マイクロパンチング：小さな穴やくぼみを作成するプロセス。
• マイクロベンディング：V字形、U字形、Z字形などを製造するプロセス。
• マイクロドローイング：ストレッチングとも呼ばれ、金属シートを三次元形状に成形するプロセス。
• マイクロディープドローイング：金属シートから深い三次元形状を形成するプロセス。
• マイクロコイニング：マイクロ部品の表面に異なる高さレベルの精密な三次元形状を作成するために使用されます。
• マイクロチャンファリング：斜角のエッジを作成するために使用されます。
• マイクロスウェージング：通常、マイクロドローイングやマイクロディープドローイングの後に、管状セクションにV字型の特徴を生成するために使用されます。
• マイクロネッキング：マイクロ部品の管状セクションの直径を減少させるために使用されます。
• マイクロスロッティング：精密なマイクロスロットを作成するために使用されます。
• マイクロノッチング：マイクロ部品に精密なノッチを作成するために使用されます。
• マイクロランシング：小型コンポーネントに精密なタブやフランジを作成するために使用されます。
• マイクロスリッティング：精密なスリットを作成するために使用されます。

マイクロスタンピングに使用される材料

マイクロスタンピングでは、最適な結果を得るために適切な材料の選択が非常に重要です。材料の選択は、最終製品の品質、機能性、耐久性、そして美観に大きく影響します。以下は、マイクロスタンピングで一般的に使用されるいくつかの材料とそのユニークな特性です：

一般的な金属材料：

• 銅：銅は電気と熱の伝導性に優れており、C101、C102、C110、C122などの種類があり、電子回路やコネクタに広く使用されています。銅は延性に優れており、複雑な微細スタンピングを可能にするため、ミニチュア化に最適です。代替材料としては、より高価ですが導電性の優れた銀や、軽量だが電気と熱の伝導性が劣るアルミニウムがあります。平均価格は中程度から高価格です。錫、ニッケル、銀でメッキすることで銅の特性をさらに向上させ、腐食耐性を高めたり、電気および熱伝導性を向上させることができるため、要求の厳しい用途においてさらに多用途に使用できます。
• アルミニウム：軽量で耐腐食性に優れた材料であり、1100シリーズ（純アルミニウム）、5052シリーズ（アルミニウム-マグネシウム合金）、6061シリーズ（アルミニウム-マグネシウム-シリコン合金）、7075シリーズ（アルミニウム-亜鉛合金）、2024シリーズ（アルミニウム-銅合金）などが一般的です。熱伝導性が良く、航空宇宙、車両、電子ハウジングの用途に最適です。アルミニウムはミニチュア化に非常に適しており、精細な特徴や薄壁を形成することができます。代替材料としては、より軽量なマグネシウムや、強度が高いがより高価なチタンがあります。平均価格は中程度です。

• 真鍮：真鍮は主に銅と亜鉛で構成された合金で、加工性と電気伝導性に優れており、C260やC360などの種類が一般的です。電子部品や装飾品に広く使用されており、ミニチュア化に高い適応性があり、複雑な形状に適しています。代替材料としては、より強度の高い青銅や、導電性の高い銅があります。
• 青銅：青銅は主に銅と錫で構成された合金で、高い強度と耐食性を持ち、C932やC954などが一般的です。海洋用途やベアリングに適しています。青銅は正確にミニチュア化できますが、成形性や加工のしやすさでは他の材料に劣ります。より延性のある真鍮や、耐腐食性に優れたステンレス鋼などが他の選択肢です。

• ステンレス鋼：優れた耐食性と耐久性を持ち、SUS 301、304、316、430などが一般的です。ステンレス鋼は、医療機器、食品加工装置、航空宇宙部品に理想的です。ミニチュア化において中から高い精度を実現できるものの、硬度が高いため加工が難しい場合があります。代替材料としては、より軽量だが高価なチタンや、軽量なアルミニウムがあります。

マイクロスタンピングの利点と欠点

自動化されたマイクロスタンピングシステムの利点には、大量生産が可能であること、複雑な操作を行えること、そして圧力成形により労働コストや金属の廃棄物を削減し、二次仕上げの必要性を減少させることが含まれます。精密なマイクロスタンピングプロセスにより、微小なコンポーネントがそのままの状態で維持されるため、追加のクリーニング作業が不要となります。さらに、平滑で無傷の表面は電気メッキやコーティングに最適であり、部品の耐久性を向上させます。また、マイクロスタンピングは、複雑な部品を大量に生産するためのコスト効率の良い方法でもあります。しかしながら、マイクロスタンピングは金型のコストや試作の費用が高いため、小ロットの生産には向いていません。これにより、単位あたりの価格が大幅に上昇し、経済的に実用的ではなくなります。

マイクロスタンピングの用途

Layanaによるマイクロスタンピング部品

マイクロスタンピングは、特にエレクトロニクス産業において、ミニチュア化や高性能コンポーネントへの需要が増加している現代において非常に有利です。マイクロスタンピングを利用することで、PCB（プリント基板）の機能に不可欠な小型金属部品（コネクタ、端子、接点など）を一貫した品質で製造し、材料の無駄を最小限に抑えることができます。このプロセスは非常に効率的で、大規模な生産に適しており、従来のスタンピング手法では実現が難しい、または不可能な複雑な形状の製造も可能にします。この技術は、電子機器の信頼性とパフォーマンスを向上させるだけでなく、製造コストの削減や持続可能性の向上にも寄与します。以下は、マイクロスタンピング技術が広く使用されている業界のリストです：

• 航空宇宙
• 自動車
• 電子機器
• バイオテクノロジー
• 医療
• 光学
• 電力エレクトロニクス
• その他の分野

ケーススタディ：PCBコンポーネント製造のためのマイクロスタンピング

以下は、マイクロスタンピングを使用して製造されたPCB取り付け用部品の例です：

1. EMI/RFIシールド要素：これらのコンポーネントは、電磁干渉（EMI）や無線周波数干渉（RFI）から電子機器を保護し、デバイスのパフォーマンスに影響を与えることがあります。
2. PCB接点：PCB上の金属コネクタで、他のコンポーネントや基板と接続し、通信を可能にします。
3. PCBコネクタおよびインターコネクタ：PCB内の回路セクションを接続し、信頼性の高い接続を形成します。
4. PCBミニチュアスプリング：これらの小型スプリングは、PCBアセンブリ内で機械的な動作や電気的接続を提供します。
5. PCBシャント：PCB内のシャントは、電流が回路内の他の点を通過することを許可し、通常はバイパスまたはテストに使用されます。
6. PCB接地スプリング：これらのスプリングは、良好な接地接続を確保し、回路の安全かつ適切な動作を保証します。
7. PCBブラケットおよびサポート：これらの構造部品は、他の部品を所定の位置に固定し、機械的なストレスに対する構造的な強度を提供します。
8. PCBリードフレーム：集積回路パッケージ内で信号や電力を運び、シリコンチップと外部回路を接続するために不可欠な部品です。
9. バナナスプリング：主にテスト、プロトタイピング、その他の用途で、一時的または信頼性のある電気的接続を確保するためにPCBで使用されます。
10. バッテリー接点：これらの部品はバッテリーとデバイスの間で電気的な接続を提供し、回路への電力供給を確保します。
11. 固定キャップ：振動や他の機械的力によって部品が動いたり緩んだりしないよう、他の部品を固定または保持するために使用されます。
12. PCBマウント用接地スリーブ：PCBに取り付けられた部品に対してシールドと接地を提供し、電子ノイズや干渉を軽減するために重要です。

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結論

技術が進化するにつれ、消費者向け電子製品の設計では、携帯性と軽量化がますます重視されています。スマートフォン、タブレット、メモリーデバイスなどの製品は、微細部品に大きく依存しており、大量生産が求められています。このため、マイクロスタンピングは製造業における重要な技術となっています。サイズ効果は、微細部品の製造と従来の大きな部品の製造の違いを強調しており、この小型で複雑な部品の需要に対応するために、マイクロスタンピング技術の進歩がさらに重要になっています。