スプリングバックとは？原因とプレス加工を行う際の対策

スプリングバックについて、このような悩みはありませんか？

「スプリングバックとは？」
「スプリングバックの原因は？」
「スプリングバックの対策方法は？」

ベンダー曲げやプレス加工において、スプリングバックはトラブルになることも多いですが、しっかりとした対策をすることでトラブルの発生を防ぐことができます。

本記事では、スプリングバックの概要や原因、対策の種類について詳しく解説します。

スプリングバックとは

スプリングバックとは、上型(パンチ)・下型(ダイ)の金型で加圧して加工する「ベンダー曲げ」や「プレス加工」などによって鉄板や鉄パイプなどの材料を曲げたとき、型から外したときに元に戻ってしまう現象のことを指します。

プレス加工（プレス曲げ）とプレス加工は、パンチとダイを使用して素材を両端に固定してから曲げるシンプルな加工方法となりますが、スプリングバックなどのトラブルが発生しやすいことから高度な技術が必要とされているのです。

スプリングバックの原因

スプリングバックの主な原因は以下の通りです。

・引張力によるもの
・応力によるもの

それぞれの原因について、以下で詳しく解説します。

1.引張力によるもの

プレス加工によって材料が曲げられると、外側の分子は引き伸ばされ、内側の分子は圧縮されますが、圧縮された内側の分子が押し広がろうとする性質から、素材を元に戻そうとしてしまいます。

2.応力によるもの

プレス加工する前の素材は原子同士のバランスが整っている状態ですが、プレス加工によってこの原子バランスが崩れ、型から外したときに原子の力によって元に戻ろうとする性質があります。

スプリングバック対策の種類

スプリングバック対策の主な種類は以下の通りです。

・オーバーベント
・リベンド
・成形力を大きくする

それぞれの種類について、以下で詳しく解説します。

1.オーバーベント

オーバーベントとは、スプリングバックが発生することを前提として、目的の曲げ角度になるように設計する技術です。

材料の厚さや特性、目的の曲げ角度などによってスプリングバックの有無や曲がり具合を予測することができるため、考慮した数式によって決定することができます。

また、プレスブレーキやベンダーブレーキを利用するときは、パンチの角度をダイよりも小さくする「エアベンディング」という方法を用いることが一般的です。

森井鉄工所では主にオーバーベンドを用いてスプリングバックの対策をしています。

2.リベンド

リベンドとは、材料を何度も繰り返し曲げ加工することで、スプリングバックによる曲がりを抑える方法です。

この方法によってスプリングバックを克服することができますが、材料の曲げ部分が弱くなったり、損傷するリスクも発生します。

3.成形力を大きくする

スプリングバックの発生を前提にして曲げ加工をするときの力を大きくすることで、目的の曲げ角度にすることができます。

成形力を強くすることでスプリングバックを克服することができますが、多くのエネルギーが必要となるため、相応の機械を用意する必要があります。

また、プレスブレーキやベンダーブレーキを使用するときは、材料を金型のそこまで押し込む作業が必要であることや、強い圧力によって素材を傷つける可能性があることがデメリットです。

加工事例

まとめ

本記事では、スプリングバックの概要や原因、対策の種類について詳しく解説しました。

スプリングバックの原因は物理的な法則が原因となるため、それ自体を防ぐことはできませんが、ある程度は曲がる角度を予測できるため、しっかりとした技術で加工することで目的の曲げ角度に加工することができます。

ぜひ本記事を参考にして、スプリングバックについてチェックしてみてください。