パンチとダイという二つの金型を使って、板材を挟み込み、所望の角度に曲げることができ、主に鋼板やアルミ板などの薄板の曲げ加工に適しています。
プレスブレーキは、家電やスチール家具などの身近な製品に使われるほか、自動車や航空機などの高度な産業にも欠かせない機械です。
今回の記事では、プレスブレーキの種類と特徴、メリット・デメリットと比較すべき4つのポイントと具体的な製造メーカー5社をご紹介します。
目次
4種類のプレスブレーキと仕組み
プレスブレーキは、上下に往復運動を行うプレス部分と、受け側の金型を取り付ける部分に分かれていて、プレスブレーキの種類は駆動方式によって分けられます。
この修理は、大きく分けると以下の4つの種類があります。
- 機械式プレスブレーキ
- 油圧式プレスブレーキ
- サーボモータ式プレスブレーキ
- ハイブリッド式プレスブレーキ
機械式プレスブレーキ
機械式プレスブレーキは、モータの回転運動でプレス部分を駆動させる方式です。加工スピードが速いため、小さな部品の曲げ加工に適している一方、圧力の調整やスピードのコントロールが難しいことも特徴です。
機械式プレスブレーキの強みは、以下のとおりです。
- 加工スピードが速く、生産性が高い
- 機械構造がシンプルで、メンテナンスが容易
一方で、機械式プレスブレーキには以下のような弱みもあります。
- 圧力の調整やスピードのコントロールが難しく、精度の高い曲げ加工には不向き
- 加圧力が低く、厚板の曲げ加工には不向き
小さな部品の曲げ加工や、精度がそれほど重要でない曲げ加工に使われています。
油圧式プレスブレーキ
油圧式プレスブレーキは、油圧シリンダーを用いてプレス部分を駆動する方式です。この方式は、圧力や加工スピードを自在に制御できるため、現在の主流となっています。
油圧式プレスブレーキの強みは、以下の通りです。
- 加圧能力が高く、厚板の曲げ加工にも対応可能
- 同じプレスブレーキを複数台横に並べ、長尺材の曲げ加工が行える
一方で、油圧式プレスブレーキには以下のような弱みも存在します。
- 作動油の使用や発熱が多く、環境への負荷が大きい
- 油圧システムのメンテナンスや故障に対する注意が必要
そのため、大量生産に特に向いている技術と言えます。
サーボモータ式プレスブレーキ
サーボモータ式プレスブレーキは、サーボモータを使用してプレス部分を駆動する方式です。作動油を使用しないため、環境に優しいという大きな利点があります。また、圧力や加工スピードの精密なコントロールが可能であることから、精度の高い曲げ加工に特に適しています。
サーボモータ式プレスブレーキの強みは、以下の通りです。
- 作動油や発熱が少ないため環境に優しい
- 圧力や加工スピードを細かく調整できるため、高精度な曲げ加工に適している
しかし、このタイプのプレスブレーキにはいくつかの弱点も存在します。
- 加圧力が低いため、厚板の曲げ加工には不向き
- 機械の価格が高く、メンテナンスが複雑
これらの特性から、サーボモータ式プレスブレーキは、特に精度を要する曲げ加工において優れた選択肢となります。
ハイブリッド式プレスブレーキ
ハイブリッド式（油圧サーボ式）プレスブレーキは、油圧式とサーボモータ式の利点を組み合わせた先進的な方式です。- サーボモータによる油圧ポンプの制御を通じて、プレス部分を駆動
- 加工スピードの精密なコントロールと油圧による強力な加圧力を同時に実現できるため、高い加工精度と効率性が可能
- 作動油の使用量や発熱が少ないため、環境に配慮した設計
ハイブリッド式（油圧サーボ式）プレスブレーキの強みは、以下の通りです。
- 油圧式の強力な加圧力とサーボモータ式の精密な制御性を併せ持つ
- 加工精度と生産性の向上、省エネ効果による運用コストの削減が可能
ただし、この方式にはいくつかの弱点もあります。
- 初期投資としての機械の価格が高い
- 油圧システムの定期的なメンテナンスが必要
油圧式とサーボモータ式の長所を融合させたハイブリッド式プレスブレーキは、高い加工精度と生産性、そして環境性能を重視する製造業者にとって最適な選択と言えるでしょう。
プレスブレーキのメリットとデメリット
金属板を曲げる機械には、ロールベンダーやフォールディングマシーンもあります。ここでは、あえてプレスブレーキを選択するメリットとデメリットを解説します。
プレスブレーキのメリット
プレスブレーキを活用する大きなメリットは以下の3点です。- 金型の種類や組み合わせが豊富
- 長尺材の曲げ加工にも対応可能
- 曲げ加工の精度が高い
金型の種類や組み合わせが豊富
プレスブレーキは非常に多様な金属加工ニーズに対応することが可能です。- V字形、U字形、箱形など、多岐にわたる折り曲げ形状を実現可能
- 金型を組み合わせることで複雑な折り曲げや連続的な加工も可能
- 独特な設計要件にも柔軟に対応することが可能
- 繰り返しの多い作業や大量生産において、時間とコストの節約が可能
この特徴のため、プレスブレーキは以下のような場面で活躍します。
- 直線的な折り曲げや角度の精密な調整が求められる場合
- 複雑な折りたたみや複数の折り曲げ角度を持つ部品の製造
- 加工後の部品に形状や角度を付ける工程
総じて、プレスブレーキの金型の種類や組み合わせの豊富さは、製造現場での柔軟性と効率性を大きく向上させます。これにより、幅広い製品の設計要件に対応し、短納期での高品質な製品製造が可能になるのです。
長尺材の曲げ加工にも対応可能
プレスブレーキは、特に大きなパネルや長い金属のストリップを扱う製造業で重要な役割を果たします。これらの機械は大規模な部品の加工に適しており、高い精度と均一性を実現できるだけでなく、柔軟な加工オプションを提供します。- 建築材料や大型機械の部品、長いフレーム構造の加工が可能
- 長尺材の加工でも一貫した精度と品質を保持
- 異なる厚さや種類の金属に対応可能で、特定のプロジェクトに応じたカスタマイズが容易
プレスブレーキの導入は、大型部品の製造や長尺材の精密な曲げ加工が必要な場合に特に有効です。建築材料、航空宇宙部品、大型輸送機器のフレームなど、大規模で精度が要求されるプロジェクトにおいて、その能力を最大限に活かすことができます。
特に大きなパネルや長い金属のストリップを扱う製造業において重要な役割を果たします。以下では、このメリットの概要と他の金属加工機械と比較した時の活躍場面について詳しく説明します。
曲げ加工の精度が高い
プレスブレーキは、金属板を所定の角度や形状に曲げるための高度な制御システムと精密な金型を使用します。- CNC技術による細かい制御が、正確な角度での折り曲げを可能にする
- 大量生産時も同じ設定で一貫した品質の曲げ加工が可能
- 複雑な曲げパターンや多段階加工が簡単に設定可能
この特徴から、プレスブレーキは、航空宇宙、自動車、精密機械製造など、高い品質と寸法精度が求められる分野で重要な役割を担います。
その精度の高い曲げ加工能力は、製品の機能性、外観、および一貫性の向上に不可欠です。
プレスブレーキのデメリット
一方で、プレスブレーキには考慮すべきデメリットもあるので、注意が必要です。特に、以下の点には注意しておくことがおすすめです。
- 生産性が低い
- 作動油や発熱に対応した環境が必要
- 機械のコストが高いことがある
生産性が低い
プレスブレーキを使用する際、生産性が低いと感じるポイントがいくつか存在します。例えば、以下のような場面で時間がある程度かかることが多いです。
- プレスブレーキのセットアップには、適切な金型の選択、位置決め、プログラム設定などが必要であり、これが生産の開始まで30分程度必要（他の加工機なら5-10分程度）
- プレスブレーキによる曲げ加工は数十秒かかる（他のマシンなら数秒で終わるケースが多い）
どうしても生産性が高い機械が必要な場合は、以下のような機械を検討することがおすすめです。
- パネルベンダー：高速で自動化された曲げ加工が可能で、特に大規模なパネルやシンプルな曲げ加工を大量に行う場合に最適
- ロールフォーミングマシン：連続的な長尺材料を高速で曲げ加工に最適で、プロファイルやチャンネルなどの連続的な形状を製造する際に活躍
- 自動パンチングマシン/レーザーカットマシンとの組み合わせ：曲げ加工だけでなく、穴あけや切断も含めた一連の作業を自動化可能
作動油や発熱に対応した環境が必要
作業場の設計や維持管理には、プレスブレーキの使用に伴う特別な配慮が必要です。- プレスブレーキの油圧システムは作動油に依存しており、油漏れ防止のための床材や排水システムの設計、定期的な油の交換や補充、フィルタリングシステムによる油質の維持が必要
- 運転中の過度の熱は機械の性能や寿命に影響を与えるため、冷却システムや適切な換気が必要
プレスブレーキの代わりに環境を選ばず活躍する機械として、以下のような機械が挙げられます。
- サーボプレスブレーキ：発熱が少なく、作動油を使用しないため環境管理が容易。精密な加工が可能で、エネルギー効率も高い
- 電気プレスブレーキ：完全に電気を動力とし、油圧式に比べて環境負荷が少ない。エネルギー消費が少なく、静かでクリーンな運転が特徴
プレスブレーキの利用に際しては、環境要件や発熱対策など、作業場の設計や維持管理に注意が必要です。
機械のコストが高いことがある
作業場の設計や維持管理は、プレスブレーキの使用時に特別な配慮を要します。主に、作動油の取り扱いと機械の発熱が問題となります。- 作動油の定期的な交換や補充が必須で、漏れるリスクに備えた床材や排水設計が必要
- 油圧システムを適切に維持するためには、特定の温度保持と油質管理のためのフィルタリングが重要
- 機械性能や耐久性に影響を与えないよう、冷却システムや良好な換気が必要
環境に優しい代替機械を探す場合は、以下のような選択肢も想定できます。
- サーボプレスブレーキ: 発熱が少なく、作動油を使用せず、精密な加工が可能で、エネルギー効率が高いため、様々な環境で利用可能
- 電気プレスブレーキ: 完全に電気動力で作動し、油圧式に比べて環境負担が少ない・エネルギー消費が低く、静かな運転が可能
これらの代替機械は、作動油に関連する環境要件や運転中の発熱問題を解決し、より幅広い環境での使用を可能にします。プレスブレーキの選択にあたっては、これらの点を考慮することが重要です。
6つの比較ポイント | プレスブレーキを選ぶ上で比較すべきポイント
プレスブレーキを比較して貴社に最適なプレスブレーキを選ぶには、以下の6つのポイントを比較する必要があります。
- 加圧力
- トルク
- フレーム長
- 精度
- 制御軸の数
- 加工速度
加圧力
加圧力とは、プレスブレーキが板材にかける圧力のことで、加圧力が変わると、曲げ加工の精度や効率、環境負荷などが変わります。一般的に、プレスブレーキの加圧力が100トンを上回ると加圧力が高い分類に入ります。橋梁用の構造部材や建設機械の金属板、船舶部品など厚板の曲げ加工や高精度の曲げ加工ができます。
加圧力が高い機械は導入コストやメンテナンス費用が高く、作動油や発熱が多く、環境に負荷がかかることが多いです。
一方で100トン未満の加圧力のプレスブレーキは加圧力が低いとされ、電子機器の筐体やオフィス家具、自転車部品などに使われる、薄い金属を加工する際に使用されます。
このような機械は価格やメンテナンス費用が安く、作動油や発熱が少ないため、環境に優しいことが多いです。
一方で、厚板の曲げ加工や高精度の曲げ加工には不向きです。
トルク
プレスブレーキのトルクとは、パンチとダイの間にかかる曲げ力のことです。トルクは、曲げる板材の厚さや硬さ、曲げ角度や曲げ幅などによって変わります。
プレスブレーキのトルクは、一般的に以下のように分類されます。
- 軽いトルク（50トン以下）：電子機器の部品、装飾品や小物、プロトタイピングなど
- 中くらいのトルク（50トン～100トン）：自動車部品、建築金物、機械部品など
- 重いトルク（100トン以上）：重機のフレームや橋梁部材、船舶の大型部品など
プレスブレーキの駆動部や金型に大きな負荷がかかる。過負荷による故障や損傷のリスクが高く、エネルギー消費が多いです。
一方でトルクが軽いプレスブレーキは駆動部や金型にかかる負荷が小さく、過負荷による故障や損傷のリスクが低いです。一方で、加工する力自体は弱いので、曲げ角度や曲げ幅に制限があります。
フレーム長
プレスブレーキのフレーム長は、小型のベンチトップモデルから大型の工業用モデルまで幅広く、加工する部品のサイズや用途によって異なります。フレーム長が長いほど、大きな部品の加工が可能になりますが、それに伴い設置に必要な床面積も大きくなります。フレーム長が長いプレスブレーキは、フレーム長が10メートルを超えることもあります。これは大型の部品加工や、一度に多くの小型部品を同時に加工するのに使用されることが多いです。
実際の設置面積は、機械のフレーム長だけでなく、操作スペース、材料の搬入・搬出スペース、保守メンテナンスのためのアクセススペースを考慮に入れる必要があります。
例えば、長さ10メートルのプレスブレーキの場合、最低でも機械の長さプラス数メートルの幅が必要です。したがって、全体としてはおよそ12～15メートルの長さと、4～6メートルの幅を必要とする場合が多いです。
一方で、短いプレスブレーキでは、フレーム長が1メートルから2メートル程度のものが多いです。これらは比較的小さな部品の加工や、限られたスペース内での作業に適しています。
このようなプレスブレーキでも、操作スペースや材料の搬入・搬出、メンテナンススペースを考慮する必要があります。全体としては、機械の長さに加えて少なくとも2～3メートルの長さと、3～4メートルの幅を見積もるのが妥当です。
精度
プレスブレーキの加工精度は、加工された部品が設計図や仕様書に示された寸法、角度、形状などの要求値にどれだけ近いかで測定されます。加工精度が高いと、製品の寸法公差が非常に小さく、繰り返しの精度が高い（同じ操作を行った場合に、同じ結果が得られる確率が高い）ことになります。これは、数ミクロン単位の公差を実現できる能力を指します。
加工精度が高いと、以下のようなメリットがあります。
| 精度が高いプレスブレーキ | 精度が低いプレスブレーキ | |
|---|---|---|
| 特徴 | 製品の寸法公差が非常に小さく、 繰り返しの精度が高い （数ミクロン程度の公差） |
少軸制御プレスブレーキは 2軸から4軸の範囲が一般的 Y軸（ビームの上下）と X軸（バックゲージの前後） |
| メリット | 製造された部品は互いに交換が可能で 組み立て時の調整がほとんどまたは全く不要 長期間にわたる信頼性を期待できる 不良品の発生が減少し 材料と時間の節約につながる |
加工精度をそこまで要求しない部品では 生産コストを下げられる 加工スピードを上げて生産効率を向上させることが可能 加工素材の傷みを機にせず 様々な材料での加工が容易 |
| 活用業界例 | 航空宇宙部品 自動車の高精度部品 医療機器など |
建築金物 農業機械 一般的な工業製品 |
制御軸の数
プレスブレーキの性能と柔軟性は、制御軸の数によって大きく左右されます。制御軸とは、プレスブレーキの動きをコントロールする軸であり、曲げ角度、深さ、バックゲージの位置調整などを含みます。多軸制御プレスブレーキの特徴には以下のものが挙げられます。
| 軸制御数が多いプレスブレーキ | 軸制御数が少ないプレスブレーキ | |
|---|---|---|
| 特徴 | 10軸以上も可能 |
|
| メリット | ||
| 活用業界例 |
加工速度
プレスブレーキの加工速度は、その機械の能力と生産性を大きく左右する重要な要素です。この速度は、ビームの上下移動速度、曲げサイクルの時間、部品の取り扱いや位置決めにかかる時間などによって決定されます。
加工速度が速いプレスブレーキには以下のような特徴があります。
| 加工速度が速いプレスブレーキ | 加工速度が遅いプレスブレーキ | |
|---|---|---|
| 特徴 | ||
| メリット | ||
| 活用業界例 |
プレスブレーキを製造するメーカー5社
プレスブレーキを製造する代表的な5社には以下の企業が挙げられます。
| 機械式 プレスブレーキ |
油圧式 プレスブレーキ |
サーボモータ式 プレスブレーキ |
ハイブリッド式 プレスブレーキ |
|
|---|---|---|---|---|
| 富士機工 | – | ◯ | – | – |
| アマダ | – | ◯ | ◯ | – |
| コマツ | ◯ | ◯ | ◯ | |
| 村田機械 | – | ◯ | ◯ | – |
| トルンプ | – | ◯ | ◯ | – |
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富士機工
富士機工は、1944年に富士紡績の子会社として富士兵器として設立され、戦後に自動車部品の製造に転換しました。現在はステアリングコラムやシフターなどの自動車部品を主に製造・販売しています。
同社は主に油圧式プレスブレーキを扱っていて、自動車業界を中心に、建設機械や農業機械、家電製品などの様々な業界にプレスブレーキや金型を納入している。
アマダ
アマダは、1946年に創業し、た金属加工機械の総合メーカーです。現在、同社は板金機械、切削機械、研削盤機械、プレス機械、精密溶接機械など、様々な事業を展開し、お客様のモノづくりを支援しています。
アマダが提供するプレスブレーキには、油圧式プレスブレーキとサーボ電動式プレスブレーキがあります。
さらに、アマダは自動車や航空機、建築やインフラ、医療やエネルギーなど、多岐にわたる業界にプレスブレーキや金型を納入しています。
コマツ
コマツは、1921年の創立以来、建設機械、鉱山機械、林業機械、産業機械などの総合メーカーとして、事業の世界的な拡大を遂げてきました。現在では、建設機械・車両、ユーティリティ、林業機械、産業機械など、幅広い分野で事業を展開し、技術革新に貢献しています。
コマツが提供するプレスブレーキには、機械式、サーボモータ式、ハイブリッド式（油圧サーボ式）など、多様な技術を駆使した製品があります。
また、コマツは自動車や航空機、建築やインフラ、医療やエネルギーなど、様々な業界に対してプレスブレーキや金型を納入し、各業界の発展に貢献しています。
村田機械
村田機械は、1935年の創業以来、工作機械メーカーとして成長を遂げてきました。タレットパンチプレス、レーザー加工機、プレスブレーキなどのシートメタル加工機を中心に、自動車や通信機器などの分野にも事業を拡大しています。同社は、油圧式プレスブレーキとサーボモータ式プレスブレーキを扱っており、その製品は自動車、航空宇宙、建築、機械など、様々な業界に納入されています。これにより、幅広い分野でのモノづくりを支えています。
トルンプ
トルンプは、1923年に設立されたドイツの工作機械メーカーで、レーザー技術、電気工具、医療技術など多岐にわたる分野で事業を展開しています。現在、世界約70カ国に拠点を持ち、約14,000人の従業員と共に、グローバルに活動しています。同社が扱うプレスブレーキには、油圧式とサーボモータ式があり、これらの技術を用いて高品質な製品を提供しています。
トルンプは、ドイツの自動車部品メーカーのヘラー社やイタリアの航空機メーカーのアレーニア・アエルマッキ社など、様々な業界の先端企業にプレスブレーキを納入しており、その技術力と信頼性で業界をリードしています。
