製缶加工とは?板金加工との違いと具体的な作業工程を徹底解説

製缶加工は、金属を加工して缶やタンクなどの製品を製造する技術です。金属加工には様々な方法がありますが、その中でも特に板金加工が有名です。製缶加工は、使われる材料や用途が異なるため、必要に応じて使い分けられています。この記事では、製缶加工の特徴、板金加工との違い、具体的な作業工程について詳しく説明します。また製缶加工の作業工程を踏まえた事業運営のポイントについても解説します。

製缶加工とは

製缶加工とは、容器やケースなどに用いられる缶状の製品を製造するための金属加工技術です。代表的な製品としては、ドラム缶やタンクが挙げられますが、機械のカバーや構造物の骨組みなども製缶加工によって製造されています。この技術は、大型機器や船舶などの部品の製造にも用いられており、多様な金属加工の技術が組み合わさっています。

製缶加工と板金加工の違い

板金加工は、板材を使用して製品を作り上げる金属加工方法です。製缶加工でも板材から始めることが多いため、「製缶板金」と呼ばれることがあります。ただし、製缶加工は缶製品の製造に特化しているという点で、一般的な板金加工とは性質が異なります。ここでは、製缶加工と板金加工の違いを解説します。

用途・製品の違い

製缶加工では、大型のタンクや容器などの構造物を製造します。代表的な製品として、石油精製装置や蒸気ボイラー、工作機械のフレーム、産業用のダクト、集合住宅の貯水槽などが挙げられます。

一方、板金加工は缶状の製品に限らず、さまざまな金属製品の製造に用いられています。代表的な製品には、家電製品や建築材料、自動車部品などがありますが、日常的にありふれているさまざまな金属製品も板金加工で作られています。例えば、飲料缶や食品缶などのアルミ缶も広い意味では板金加工による製品の一部と言えるでしょう。

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材料・板厚の違い

製缶加工では、ステンレスのような高い強度と耐久性を持つ厚い金属板、通常は板厚7mm以上を用いることが一般的です。製缶加工の特徴として、板材だけでなく形鋼やアングル鋼をなども頻繁に使用されます。

一方、板金加工では、アルミニウムなどの柔らかい金属が使用されることが多く、薄くて軽量な金属板を加工して製品を製造します。ステンレスを使用することもありますが、7mm以上の厚い金属板を使用することは稀です。この加工方法は、薄い金属板を用いてコストを抑え、効率的な量産を目指すことが多いです。

製缶加工と機械加工の違い

機械加工は、製缶加工でも用いられる加工方法の一つです。工作機械やプレス機などの機械を使用して加工する方法は、一般的に「機械加工」と呼ばれます。製缶加工でも機械が使用されるため、機械加工の一部として位置付けられます。

機械加工は適用範囲が広く、一般的な板金加工と同様に、板厚の薄い金属板やアルミニウムや銅などの材料を使用して加工する場合があります。手作業による加工は機械加工に含まれませんが、現代の生産工程では、ほとんどの場合に機械加工が含まれています。

製缶加工のメリットとデメリット

製缶加工のメリット

製缶加工には、製品製造の観点から以下のようなメリットがあります。

  • 大型製品の製造に適している
  • 高強度の製品の加工に適している
  • 厚みのある金属板を利用できる

製缶加工は、大型のタンクや構造物など大きな製品を製造するのに最適です。ステンレス鋼など、強度と耐久性に優れた材料を使用することで丈夫な製品をつくりあげ、さらに7mm以上の厚い金属板を用いるため耐圧性の高い製品を製造できます。

製缶加工のデメリット

製缶加工には、一般的な板金加工と比較すると以下のようなデメリットがあります。

  • 高度な設計力と加工技術が必要である
  • 手作業による製造が多く、自動化が難しい
  • 製造に時間がかかるため、量産に向いていない
  • 製造コストが高くなりやすい

製缶加工では、加工や溶接などの高度な技術が必要とされ、大型の構造物にも対応できる設計力が求められます。また、手作業が多く自動化が難しいため、製造期間が長くなりコストもかかりやすいというデメリットがあります。

製缶加工の作業工程

製缶加工では、さまざまな加工技術を組み合わせて缶状の製品を仕上げます。ここでは、製缶加工の受注から納品に至るまでの作業工程をまとめました。製缶加工の全体像を簡単に確認しましょう。

打ち合わせ・設計

まずは、顧客との打ち合わせから始まります。顧客が求めている缶製品についてヒアリングを行い、具体的な設計を提案するのが最初の段階です。設計の提案とフィードバックのサイクルを繰り返し、顧客のニーズに合った最終製品を決定します。

この段階で、製品の仕様や納期、コストについても話し合い、プロジェクトの方向性を明確にすることが重要です。

図面作成

設計が決まったら図面を作成します。図面は、顧客への説明資料としての役割だけでなく、設計と加工の連携に欠かせない重要な資料です。図面作成の際は、材料の特性による違いや生産効率への影響も考慮し、顧客の要望に合う見積もりを出していきます。正確で詳細な図面を作ることで、後工程のミスを防ぎ、生産性を高められます。

切断・溶断

図面が完成し顧客との契約が締結されたら、いよいよ製造作業に入ります。まず、金属板や形鋼などの材料を調達し、切断や溶断などの方法で必要な形状に切り出します。比較的薄い金属板であれば、レーザーカットや抜き加工で切り出せます。

一方、厚い材料を使用する場合は、ガス切断やアーク切断など、金属を溶かしながら切断する方法を選択する必要があります。

穴あけ加工・曲げ加工

切り出した金属材料には、穴あけ加工(パンチング加工)と曲げ加工を施します。穴あけ加工は、部品を組み立てる際にボルトなどを通すための穴を、あらかじめ板材に開けておくことを目的としています。

一方、曲げ加工は、金属板を缶の形状に曲げるプロセスです。最終製品の形状や材料の種類、板厚などに応じて、型曲げやロール曲げなどのさまざまな方法が選択されます。

溶接

製缶加工では、重要な工程の一つとして溶接があります。例えば、金属板を円筒状に曲げ加工しただけでは、完全な筒にはなりません。溶接によって金属を溶かし、冷却することで接合する必要があります。

溶接加工には、アーク溶接、アルゴン溶接、ティグ(TIG)溶接などさまざまな方法があり、製品の材質や用途に応じて適切な方法が選択されます。

表面処理

製缶加工で製造する製品は、長期的な耐久性や美しい外観が求められることが多いため、顧客の要求に応じて表面処理を施します。例えば、耐食性を向上させるためにメッキ処理を行ったり、美しい仕上がりを得るために研磨や塗装を施したりします。製品の付加価値を高めるために重要な工程です。

組み立て

加工された部品は、最終的に製品として組み立てられます。組み立ての際は、穴あけ加工で準備された箇所にボルトなどを使用して、部品を固定していきます。製缶加工では、手作業での組み立てが主流ですが、ハンドツールなどの機械を活用することで作業効率を上げられます。

検品

組み立てられた製品は、出荷前に検品を行います。検品では、顧客との契約に基づいて定められた要件を満たしているかどうかを確認します。検査項目には、寸法精度、外観品質、機能性などが含まれます。すべての検査項目をクリアした製品のみが、顧客に納品されます。

製缶加工で重要なポイント

製缶加工には高度な技術が求められるため、自社で対応できる製品の幅が広いほど、多様な顧客を獲得できる可能性があります。特に強度や耐久性が求められる部品を製造する際に非常に役立ちます。

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受注生産の利点

製缶加工では、一つ一つの製品が特注でつくられることが多く、顧客の具体的なニーズに合わせたカスタマイズが可能です。受注生産のモデルを採用することで、無駄な在庫を抱えるリスクを減らし、必要なときに必要なだけ生産することができます。

最新技術の活用

製缶加工では手作業が多いですが、最近ではロボットやデジタル技術の導入が進んでいます。これにより、溶接や加工の自動化が可能になり、効率的な生産が実現されています。さらに、生産管理システムや顧客管理システムを導入することで、全体の業務効率を高め、コストを削減することができます。

生産フローの最適化

製缶加工は、多くの工程を経て製品が完成します。そのため、各工程間のスムーズな連携が重要です。生産フローを改善することで、作業の効率化や生産スピードの向上が期待できます。特に、各工程の担当者同士のコミュニケーションを強化することが、円滑な生産につながります。

まとめ

製缶加工は、産業界で必要とされる大型の構造物やタンクなどの製造に主に用いられる金属加工技術です。製缶加工では、設計から始まり、切断、加工、溶接、表面処理、組み立てなどの長い工程を経て、缶製品を製造します。

製缶加工を効果的に行うためには、高度な技術力と効率的な生産プロセスの構築が不可欠です。さらに、受注生産を基本としたビジネスモデルを採用することで、顧客のニーズに合った最適な製品を迅速に提供できる仕組みを構築することが求められます。これにより、無駄を省き、より高い顧客満足度を実現することが可能になります。

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