金属接合とは？ 各種類の特徴とおすすめの関連製品をご紹介
接続加工は組み合わせる素材によって様々な種類がありますが、金属同士の接合を「金属接合」と呼びます。この記事では金属接合について解説しています。
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接合加工の一種「金属接合」
接続加工は組み合わせる素材によって様々な種類がありますが、金属同士の接合を「金属接合」と呼びます。私たちの生活圏としてイメージしやすい例としては、缶飲料のプルダブは金属接合による加工が用いられています。また、自動車や船舶等に内蔵されているモーターにも金属接合による加工が行われています。
金属接合が注目されている背景
様々な種類の金属同士を組み合わせる「金属接合」ですが、主にテクノロジー業界で注目を集めています。その背景には、テクノロジーデバイスに対する小型化・軽量化・省エネ化のニーズが高まっている点が挙げられます。
もちろん、軽量化と金属の相性は良いとは言えず、軽量化で主に期待を集める素材は一般的に樹脂をイメージされるかと思います。しかし、例えば自動車などを製造する際に全ての部品を樹脂素材にするわけにはいきません。ある程度の強度を担保しながらも軽量化を図っていくために、適した金属素材を組み合わせる加工技術が求められるのです。
金属接合の種類
異なる金属同士を接合する金属接合は、接合原理の違いによって「材料的接合」「科学的接合」「機械的接合」の3種類に分類されます。
材料的接合
材料的接合は溶接を主とした接合方法で、アーク溶接・ガス溶接・抵抗溶接・レーザー溶接などが挙げられます。また、溶接はアーク溶接・レーザー溶接等の母体を溶融させる「溶融接合」のほか、母体ではなくロウやハンダを溶融させる「液相接合」などに分類されます。
用途・目的に沿って最適な溶接方法を選択し、金属同士を接合させる必要があります。
化学的接合
化学的接合は界面に働く原子やイオン、ファン・デル・ワールス力やアンカー効果などを利用した接着です。接着剤による金属接合の歴史は古く、現代でも広く利用されています。
化学接的接合に用いられる種類の例
・嫌気性接着剤
・紫外線硬化型接着剤
・瞬間接着剤
・弾性接着剤
・エポキシ系接着剤
機械的接合
「ねじ固定」「圧力固定」「焼き嵌め固定」「カシメ固定」等による接合が機械的接合です。
ねじ固定 | 安価かつ容易に接合できます |
|---|---|
圧力固定 | 接着剤と併せて接合することで、強度の高い接合を実現できます |
焼き嵌め固定 | 金属を加熱することによって生じる膨張を利用します |
カシメ固定 | 金属を変形させる塑性加工の一種。板状の金属を重ね、塑性変形を活用して接合します |
金属接合のおすすめ関連製品
| 製品名 | 特徴 |
|---|---|
| 超音波金属溶接機 | アルミ・銅のハーネスやベーパーチャンバーの溶接に最適で、精度の高い接合を実現します。 |
| 大容量インバータ式溶接電源 | 大型モータのヒュージング、高導電性材料の溶接に最適な、大出力のインバータ方式高機能溶接電源です。 |
| 異種金属接合技術「AKROSE」 | 「冷間圧造技術」を活かした新発想の接合技術です。 |
| 金属除去Purifier | 脱メタルを目指し、半導体材料向け金属除去製品を幅広くラインナップしております。 |
| ステンレス（難削材）加工の一貫生産体制 | 自社工場で金属製品の一貫生産を行うため、納期遵守率は90％以上を実現。50〜2000個の中量ロットに対応しています。 |
超音波金属溶接機
日本アビオニクス株式会社の超音波金属溶接機は、アルミワイヤハーネスなどの「異種金属」やベーパーチャンバーなどの「シート状金属」の精度の高い接合を実現します。
大容量インバータ式溶接電源
日本アビオニクス株式会社の大容量インバータ式溶接電源は、最大電流16,000Aの大出力が可能なインバータ方式高機能溶接電源です。高加圧溶接ヘッドと組み合わせて使用します。
大型モータのコイルのヒュージングなどに求められる、「通電時間、加圧、通電、潰れ量」などの細かい条件設定が可能です。条件設定後は、溶接装置が自動で溶接を行ってくれるのでとても簡単です。
異種金属接合技術「AKROSE」
異種金属接合技術「AKROSE」は、市場トレンドである2種以上のマルチマテリアル化に対応した、新発想の接合技術です。
・常温環境における１回のプレスで、「所定形状への成形」と「部材同士の接合」を 同時に行うことが可能。
・冷間圧造を応用した技術を用い、工程を単純化。それを通じて、「密着性」と「接合強度」を高水準で両立。
・接合箇所や接合強度を調節することができるため、自由な発想で設計が可能。2種以上のマルチマテリアル化にも適応。
金属除去Purifier
Cobetterでは、新規機能膜の開発やフィルタ構造の最適化により、困難とされてきた強アルカリ水溶液や酸性溶液からの金属除去が高効率で達成可能になるIongardシリーズやリソグラフィ工程に使用される薬液に適したNylonpolarやMGS2Mシリーズ、またガス向けに開発されたGasPuriadv等のラインナップがあり、高効率で高寿命の金属除去を行えます。
ステンレス（難削材）加工の一貫生産体制
ジャパン・ミヤキは素材の調達からアセンブリまで金属製品の一貫生産体制を取っています。また、50〜2000個という中量ロットを得意をしており、幅広いお客様の要望に対応します。
核となる加工工程は全て自社工場で行っており、また協力会社の納期・品質管理も可能なため、協力工場との連携もスムーズに行うことができ、中量ロットの領域でも納期遵守率は90％を超えています。
金属接合方法の選び方のポイント
ご紹介した通り、金属接合には様々な種類がありますが、適した種類を選ぶ方法は2通りに分かれます。
まず一つ目は、接合させる金属の性質によって選択する接合方法が限られてきます。接合方法によっては金属の耐久性が足りなかったり、接着剤の種類と合わないケースが起こり得るため、まずは接合を施す異種金属の特性を把握する必要があります。
もう一つは、優先させたい内容に沿って接合の種類を選択する方法です。例えば、接合の綺麗さや外観を重視したいのか、あるいは接合の効率性・スピードを重視したいのかによって活用する接合方法は変わってきます。
さいごに
金属接合は高精度の接合が求められる際に重宝される接合方法です。組み合わせる素材や接合方法を最適に選択することによって軽量化・小型化のメリットをもたらします。
金属接合には「材料的接合」「化学的接合」「機械的接合」の3種類があり、接合を施す素材や用途・目的に沿った選択が重要です。しかし一方で、異なる金属同士を接合させる金属接合を最適に行うには、あまりにも要素が多いという現状もあります。そのため、まずは金属接合のノウハウや技術を持った企業に相談してみるのも一つの手段かもしれません。
