SUS304 0.5t フランジ形状のレーザー切断：薄板・細幅リングの歪み対策

今回は、ステンレス（SUS304）の薄板精密レーザー切断の事例をご紹介します。

一見すると単純な形状に見えますが、実は「熱歪み」と「工程のバランス」について、少し気を使うポイントがある製品です。

1. 製品スペックと加工内容

• 材質：SUS304（ステンレス）
• 板厚：0.5mm
• 形状：フランジ形状（リング状）
• サイズ感：大口径リング、幅8mm
• 加工詳細：幅8mmの中にφ4の小穴を24箇所加工

2. 加工のポイント：細幅に対する穴あけ

今回の形状は、決して難易度が極端に高いものではありません。しかし、板厚0.5mmという薄さに加え、幅8mmのリングに対しφ4mmの穴をあけるという点に注意が必要です。

穴の直径が4mmということは、穴の両サイドに残る材料はわずか2mmずつ。

ここにレーザーの熱が加わるため、連続して加工を行うと熱がこもりやすく、微細な歪みにつながる恐れがあります。そのため、ピアシング（穴あけ）の順序や熱影響を考慮しながら、慎重に加工を行いました。

3. 「歪み」と「公差」のジレンマ

通常、弊社のレーザー加工における一般公差は±0.2mm程度とご案内しています。

しかし、今回のような「大口径」かつ「細幅（8mm）」のリング形状は、加工中に内部応力が解放されることで、製品自体が楕円に歪んだり、寸法が出にくかったりする傾向があります。

寸法精度を最優先する場合の策

どうしても幾何公差（真円度など）や寸法精度を厳しく管理したい場合、一つの解決策として「リングの中に十字のブリッジ（支え）を残して切断する」という方法があります。

内側をくり抜かずに十字に材料をつなげておくことで、加工中の製品の剛性を保ち、熱や応力による変形を物理的に抑え込むことができます。

4. 工程全体でのメリットを考える

しかし、この「十字ブリッジ」にはデメリットもあります。

> 「後工程でブリッジを切り離し、その切断面を仕上げる手間が発生する」

ということです。

レーザー加工単体での精度は上がりますが、その後の手仕上げ作業が増えれば、トータルのコストやリードタイムは増加してしまいます。

「そこまでの精度が必要なのか？」

「後工程のコストに見合うメリットがあるのか？」

このバランスはお客様の用途によって異なります。今回は、あえてブリッジ等の補助は使わず、レーザー加工機の設定とノウハウのみで歪みを最小限に抑え、コストと精度のバランスが取れた良品として納入いたしました。

まとめ

薄板のリング加工は、単純なようでいて、材料の挙動をよく知る必要がある加工です。

弊社では、図面の公差を守ることはもちろん、「その公差を出すために最適な（無駄のない）加工方法は何か」を常に検討しています。

ステンレスの薄板加工、変形しやすい形状の切断でお困りの際は、ぜひ一度ご相談ください。