板金ゲージを理解する
板金ゲージチャートは、金属の厚さを標準化された数値で表示する、金属加工に不可欠なツールです。これらのチャートは、板金寸法の統一された参照システムを提供することにより、材料選択を簡素化し、製造工程全体の一貫性を保証します。
ゲージと厚みの関係
シート・メタル・ゲージ・システムは、ゲージ番号が高いほど金属片が薄くなるという、直感に反する逆の関係に従う。例えば、30ゲージの板は20ゲージの板よりかなり薄い。この逆相関は、軽量の家電製品から堅牢な産業用機器まで、さまざまな用途の材料を指定する際に加工業者が理解する上で極めて重要です。
標準ゲージシステム
ゲージのサイズは、すべての材料や地域で統一されているわけではありません。米国では、鋼板の製造業者標準ゲージが主に使用されており、英国で使用されているインペリアル標準ワイヤーゲージ(SWG)のような他の国特有のシステムとは異なります。グローバルな製造と貿易を促進するため、標準ゲージ・チャートは、一般的にインペリアル(インチ)とメトリック(ミリメートル)の両方の単位で寸法を表示し、簡単な変換と国際的な互換性を可能にします。
異なる素材におけるゲージのばらつき
密度、可鍛性、典型的な用途の違いにより、異なる素材は異なるゲージチャートに従う。例えば
- ステンレス鋼は、そのユニークな特性と耐食用途での一般的な用途を反映し、独自のゲージチャートを使用しています。
- アルミニウムの厚さは、その軽さと、鋼鉄と比較して異なる強度対厚さ比を考慮し、アルミニウム専用のゲージチャートを使用して測定されます。
- 銅と真鍮は、ブラウン&シャープ(B&S)ゲージ・システムに従うことが多い。 金属.
この区別は、選択されたゲージが特定のプロジェクトの特定の強度、重量、および性能要件を満たすことを保証し、材料選択の精度のために非常に重要です。エンジニアと加工業者は、設計と製造におけるコストのかかるミスを避けるため、各材料の正しいゲージ表を参照するよう注意しなければなりません。
板金ゲージにおけるこれらのニュアンスを理解することは、金属加工業界における設計者、製造者、サプライヤー間の効果的なコミュニケーションに不可欠です。これにより、正確な材料指定が可能になり、生産工程が最適化され、最終製品が意図された構造的・機能的要件を満たすようになります。
一般的な板金ゲージ
ゲージシステムは、板金の厚さを指定するための標準化された方法で、効率的に材料を参照するために業界の専門家に広く採用されています。ほとんどの金属では、ゲージ番号と材料の厚さの間には逆の関係があることに注意することが重要です:ゲージ番号が増加するにつれて、厚さは減少します。
スチール・ゲージ・チャート
板金ゲージは、金属板の厚さを示すために使用される標準化されたシステムである。直感に反しますが、ゲージ番号が大きくなるにつれ、金属板の厚さは薄くなります。ゲージ番号は様々な金属タイプで異なる厚さに対応するため、ゲージ測定を参照する際には材料を特定することが不可欠であることに注意することが重要です。
スチールの場合、最も一般的に使用されるゲージ番号は3から30の範囲です。鋼材の標準ゲージは、歴史的に直接厚さを測定するのではなく、標準サイズの薄板の重量に基づいています。この重量ベースのシステムは、特定の厚さに対応するために長い時間をかけて標準化されてきました。以下は、一般的なスチール・ゲージの詳細と、それに対応する厚さをインチとミリメートルで表した総合表です:
ゲージ | 米国標準ゲージ | 鋼板 | 亜鉛メッキスチール | ステンレス鋼 | アルミニウム | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
インチ | mm | インチ | mm | インチ | mm | インチ | mm | インチ | mm | |
7/00 | 0.5 | 12.7 | ||||||||
6/00 | 0.469 | 11.908 | 0.469 | 11.905 | 0.58 | 14.732 | ||||
5/00 | 0.438 | 11.113 | 0.438 | 11.113 | 0.517 | 13.119 | ||||
4/00 | 0.406 | 10.32 | 0.406 | 10.317 | 0.46 | 11.684 | ||||
3/00 | 0.375 | 9.525 | 0.375 | 9.525 | 0.41 | 10.404 | ||||
2/00 | 0.344 | 8.733 | 0.344 | 8.73 | 0.365 | 9.266 | ||||
1/00 | 0.313 | 7.938 | 0.313 | 7.938 | 0.325 | 8.252 | ||||
1 | 0.281 | 7.145 | 0.281 | 7.142 | 0.289 | 7.348 | ||||
2 | 0.266 | 6.746 | 0.266 | 6.746 | 0.258 | 6.543 | ||||
3 | 0.25 | 6.35 | 0.239 | 6.073 | 0.25 | 6.35 | 0.229 | 5.827 | ||
4 | 0.234 | 5.954 | 0.224 | 5.695 | 0.234 | 5.954 | 0.204 | 5.189 | ||
5 | 0.219 | 5.558 | 0.209 | 5.314 | 0.219 | 5.555 | 0.182 | 4.62 | ||
6 | 0.203 | 5.159 | 0.194 | 4.935 | 0.203 | 5.159 | 0.162 | 4.115 | ||
7 | 0.188 | 4.763 | 0.179 | 4.554 | 0.188 | 4.763 | 0.144 | 3.665 | ||
8 | 0.172 | 4.366 | 0.164 | 4.176 | 0.168 | 4.267 | 0.172 | 4.366 | 0.129 | 3.264 |
9 | 0.156 | 3.97 | 0.15 | 3.797 | 0.153 | 3.886 | 0.156 | 3.967 | 0.114 | 2.906 |
10 | 0.141 | 3.571 | 0.135 | 3.416 | 0.138 | 3.505 | 0.141 | 3.571 | 0.102 | 2.588 |
11 | 0.125 | 3.175 | 0.12 | 3.038 | 0.123 | 3.124 | 0.125 | 3.175 | 0.091 | 2.304 |
12 | 0.109 | 2.779 | 0.105 | 2.657 | 0.108 | 2.743 | 0.109 | 2.779 | 0.081 | 2.052 |
13 | 0.094 | 2.383 | 0.09 | 2.278 | 0.093 | 2.362 | 0.094 | 2.38 | 0.072 | 1.829 |
14 | 0.078 | 1.984 | 0.075 | 1.897 | 0.079 | 2.007 | 0.078 | 1.984 | 0.064 | 1.628 |
15 | 0.07 | 1.786 | 0.067 | 1.709 | 0.071 | 1.803 | 0.07 | 1.786 | 0.057 | 1.45 |
16 | 0.063 | 1.588 | 0.06 | 1.519 | 0.064 | 1.626 | 0.063 | 1.588 | 0.051 | 1.29 |
17 | 0.056 | 1.43 | 0.054 | 1.367 | 0.058 | 1.473 | 0.056 | 1.427 | 0.045 | 1.151 |
18 | 0.05 | 1.27 | 0.048 | 1.214 | 0.052 | 1.321 | 0.05 | 1.27 | 0.04 | 1.024 |
19 | 0.044 | 1.113 | 0.042 | 1.062 | 0.046 | 1.168 | 0.044 | 1.11 | 0.036 | 0.912 |
20 | 0.038 | 0.953 | 0.036 | 0.912 | 0.04 | 1.016 | 0.038 | 0.953 | 0.032 | 0.813 |
21 | 0.034 | 0.874 | 0.033 | 0.836 | 0.037 | 0.94 | 0.034 | 0.874 | 0.029 | 0.724 |
22 | 0.031 | 0.795 | 0.03 | 0.759 | 0.034 | 0.864 | 0.031 | 0.792 | 0.025 | 0.643 |
23 | 0.028 | 0.714 | 0.027 | 0.683 | 0.031 | 0.787 | 0.028 | 0.714 | 0.023 | 0.574 |
24 | 0.025 | 0.635 | 0.024 | 0.607 | 0.028 | 0.711 | 0.025 | 0.635 | 0.02 | 0.511 |
25 | 0.022 | 0.556 | 0.021 | 0.531 | 0.025 | 0.635 | 0.022 | 0.556 | 0.018 | 0.455 |
26 | 0.019 | 0.478 | 0.018 | 0.455 | 0.022 | 0.559 | 0.019 | 0.475 | 0.016 | 0.404 |
27 | 0.017 | 0.437 | 0.016 | 0.417 | 0.02 | 0.508 | 0.017 | 0.437 | 0.014 | 0.361 |
28 | 0.016 | 0.396 | 0.015 | 0.378 | 0.019 | 0.483 | 0.016 | 0.396 | 0.013 | 0.32 |
29 | 0.014 | 0.358 | 0.014 | 0.343 | 0.017 | 0.432 | 0.014 | 0.358 | 0.011 | 0.287 |
30 | 0.013 | 0.318 | 0.012 | 0.305 | 0.016 | 0.406 | 0.013 | 0.318 | 0.01 | 0.254 |
31 | 0.011 | 0.277 | 0.011 | 0.267 | 0.011 | 0.277 | 0.009 | 0.226 | ||
32 | 0.01 | 0.259 | 0.01 | 0.246 | 0.01 | 0.259 | 0.008 | 0.203 | ||
33 | 0.009 | 0.239 | 0.009 | 0.229 | 0.009 | 0.239 | 0.007 | 0.18 | ||
34 | 0.009 | 0.218 | 0.008 | 0.208 | 0.009 | 0.218 | 0.006 | 0.16 | ||
35 | 0.008 | 0.198 | 0.008 | 0.191 | 0.008 | 0.198 | 0.006 | 0.142 | ||
36 | 0.007 | 0.178 | 0.007 | 0.17 | 0.007 | 0.178 | 0.005 | 0.127 | ||
37 | 0.007 | 0.168 | 0.006 | 0.163 | 0.007 | 0.168 | 0.005 | 0.114 | ||
38 | 0.006 | 0.16 | 0.006 | 0.152 | 0.006 | 0.157 | 0.004 | 0.102 | ||
39 | 0.006 | 0.15 | ||||||||
40 | 0.006 | 0.14 | ||||||||
41 | 0.005 | 0.135 | ||||||||
42 | 0.005 | 0.13 | ||||||||
43 | 0.005 | 0.124 | ||||||||
44 | 0.005 | 0.119 |
シートメタルゲージの産業用途
板金ゲージチャートは、様々な産業用途において必要不可欠なものであり、材料の厚さの標準化された基準を提供します。さまざまな用途に適した厚さを指定することで、製造工程をガイドし、構造的完全性、機能性、材料効率、費用対効果を保証します。
自動車産業への応用
自動車分野では、板金ゲージは自動車部品を正確に製造するために不可欠です。適切なゲージを選択することで、構造強度、重量管理、成形性のバランスをとることができます:
ボディ・パネル:通常、20ゲージ(0.0359インチ/0.912mm)鋼を使用し、複雑な形状のための強度と成形性のバランスを提供する。
車のフレーム:多くの場合、12~14ゲージ鋼(0.1046~0.0747インチ/2.657~1.897mm)で構成され、要求される耐荷重と衝突抵抗による。
アンダーボディ部品:路面の破片や腐食に対する耐久性を高めるため、より厚い10ゲージ(0.1345インチ/3.416mm)鋼を使用する場合がある。
航空宇宙産業への応用
軽量化が最優先される航空宇宙分野では、板金ゲージは強度対重量比の最適化に役立つ:
胴体:通常、18ゲージから22ゲージ(0.0478-0.0299インチ/1.214-0.759mm)のアルミニウム合金板で構成されるが、構造上の要件や航空機内の位置によって異なる。
翼:軽さと強度の正確なバランスが要求され、多くの場合、16ゲージから20ゲージ(0.0598-0.0359インチ/1.519-0.912mm)のアルミニウム板が使用され、応力の高い部分にはより厚いゲージが使用される。
エンジンナセル耐熱性と強度のため、15ゲージから18ゲージ(0.0673-0.0478インチ/1.709-1.214mm)のチタン板を使用することがある。
建設産業への応用
建築では、板金ゲージチャートは、耐久性、熱効率、費用対効果のための材料選択の指針となる:
屋根材:通常、22ゲージから29ゲージ(0.0299-0.0141インチ/0.759-0.358mm)の範囲で、降雪量の多い地域や風荷重の大きい地域には厚いゲージを使用する。スタンディングシーム屋根では、最適な性能を得るために24ゲージ(0.0239インチ/0.607mm)を使用することが多い。
空調ダクト:一般的に30ゲージから24ゲージ(0.0125-0.0239インチ/0.318-0.607mm)の亜鉛メッキ鋼板を使用。ゲージを厚くすることで、断熱性、耐久性が向上し、騒音伝達が減少する。主供給管には24ゲージを、分岐ダクトには26ゲージ(0.0179インチ/0.455mm)を使用することが多い。
構造用スタッド:軽量鉄骨フレームは通常、非耐力壁用として25~20ゲージ(0.0209~0.0359インチ/0.531~0.912mm)、耐力壁用として18~12ゲージ(0.0478~0.1046インチ/1.214~2.657mm)を使用。
板金ゲージ測定用工具
シートメタルの厚みを正確に測定することは、製造やエンジニアリングの用途において非常に重要であり、プロジェクトの仕様や品質管理基準を確実に遵守することが求められます。ノギス、マイクロメーター、ゲージホイールなどの伝統的な工具は依然として広く使用されていますが、技術の進歩により、より洗練された測定方法が導入されています。
キャリパー
ノギスは、その可逆的な腕で、多目的な測定機能を提供します。デジタルノギスは、その使いやすさ、迅速なデジタル表示、メートル単位とインペリアル単位の切り替え機能により、業界標準となっています。ハイエンドモデルには、データロギングと統計的工程管理(SPC)統合のためのブルートゥース接続が組み込まれています。板金アプリケーションでは、フランジに届くように特別に設計されたジョーを備えたノギスが特に便利です。
マイクロメーター
マイクロメーターは、校正されたスクリュー機構により、高精度の測定が可能です。最新のデジタル・マイクロメータは、±0.001mm(0.00004インチ)の精度を達成することができ、一部の特殊なモデルでは±0.1μm(0.000004インチ)に達します。高度な機能としては、データ出力機能、温度補正機能、プログラム可能な公差制限値(Go/No Goテスト用)などがあります。板金用には、わずかに凹凸のある表面での測定誤差を最小限に抑えるため、接触面の大きいディスクマイクロメータが好まれます。
ゲージ・ホイール
ゲージホイール(厚みゲージ)は、シートメタルの厚みを迅速に評価します。最近のモデルは、従来の回転ホイールにデジタルディスプレイを統合し、視覚的な参照と正確な数値の読み取りの両方を提供します。先進的なゲージホイールの中には、超音波センサーやレーザーセンサーなどの非接触測定技術を組み込んだものもあり、物理的な接触なしに迅速かつ正確な測定が可能です。
新たなテクノロジー
超音波厚さ計は音波を利用し、材料の両面に接触することなく板金の厚さを測定するため、設置された部品や手の届きにくい部品に最適です。レーザーベースのシステムは、板金製造のインライン品質管理に適した高速非接触測定を提供します。蛍光X線(XRF)分析装置は、コーティングの厚みと材料組成を同時に測定することができ、1台の装置で包括的な材料分析を行うことができます。
校正とメンテナンス
測定精度を確保するためには、どのようなツールを選択したとしても、定期的な校正と適切なメンテナンスが不可欠です。最新の測定機器の多くは、校正ルーチンとアラートを内蔵しており、産業環境における測定の完全性を維持するのに役立ちます。
これらの高度な測定ツールと技術を活用することで、製造業者は板金加工における正確な板厚制御を保証し、製品品質の向上、材料の無駄の削減、工程効率の向上につなげることができます。
規格と仕様
板金業界では、ASTMインターナショナルや国際標準化機構(ISO)のような組織によって確立された正確な規格が、製造業者や消費者が金属板の厚さ、重量、品質を決定する際の指針となっています。これらの規格は、グローバルなサプライチェーンにおける一貫性、信頼性、相互運用性を確保するために極めて重要です。
ASTM規格
ASTMインターナショナルは、板金製造及び関連産業で広く採用されている包括的な一連の規格を開発しました。これらの規格は、様々な等級、材料、加工方法に関する詳細な仕様を規定しており、供給業者や用途における一貫性を保証しています。例えば
- ASTM A653/A653M:この規格は、溶融亜鉛めっき(亜鉛メッキ)または亜鉛-鉄合金めっき(亜鉛メッキ)の鋼板に関する要求事項を規定している。塗装重量、曲げ特性、各種グレードの引張強度などの重要な側面を定義しています。この規格は自動車部品からHVACシステムまで幅広い用途に不可欠です。
- ASTM B209/B209M:この規格は、汎用用途のアルミニウムおよびアルミニウム合金の薄板と厚板を対象としている。この規格は、化学組成の限界、機械的特性要件、および許容される板厚のばらつきを綿密に定義しています。この規格は、正確な材料特性が最も重要である航空宇宙産業などの業界にとって極めて重要です。
- Astm A240/A240M:クロムおよびクロム-ニッケルステンレス鋼板、薄板、帯鋼に適用されるこの規格は、化学処理、食品加工、建築用金属加工などの耐食性用途に不可欠です。
ISO規格
ISO規格は、国際的に認知された金属ゲージと薄板規格の枠組みを提供し、世界貿易を促進し、世界中で一貫した品質を保証します。主なISO規格 板金加工 を含む:
- ISO 3575: この規格は、連続溶融亜鉛めっき炭素鋼板の商業用および製図用品質の仕様を規定している。この規格は寸法、公差、機械的特性、塗膜量をカバーし、異なるメーカー間の亜鉛めっき製品の均一性を保証します。
- ISO9445-1およびISO9445-2: これらの規格は、冷間圧延ステンレ ス鋼狭幅帯および広幅帯の寸法および公差をそれぞれ規 定している。これらの規格は、厳密な寸法管理が必 要な製造工程で精度を維持するために極めて重 要である。
- ISO 6932:熱間圧延鋼板に適用されるこの規格は、板厚公差と寸法公差を概説しています。材料強度と寸法精度が重要な重工業用途、建築、造船に不可欠です。
- ISO 16163:この規格は、冷間成形のための成形性を改善した連続溶融めっき鋼板製品の要件を規定しています。複雑な成形作業が一般的な自動車および家電製品製造に特に関連する。
これらの規格は、材料がグローバル市場で消費者の信頼性と品質に対する要求を満たすことを保証するだけでなく、材料の特性と性能に関する共通言語を提供することによって技術革新を促進します。建築基準法、安全規制、ISO9001のような品質管理システムを遵守するためには、これらの規格への準拠が必須となる場合が多くあります。
製造業者とエンジニアは、材料科学、加工技術、および新たな業界ニーズの進歩に対応するために進化するこれらの規格の更新を常に把握しておく必要があります。これらの規格を理解し実施することは、板金加工プロセスを最適化し、無駄を省き、製品品質を向上させ、多様な用途における規制遵守を確保する上で極めて重要である。
シートメタルの取り扱いにおける安全上の注意
シートメタルを扱う場合、材料の鋭利なエッジ、危険な金属粒子を発生させる可能性、深刻な裂傷の危険性から、作業員は安全を優先しなければなりません。包括的な安全プロトコルを遵守することで、金属加工環境における事故や怪我のリスクを大幅に減らすことができます。
個人用保護具(PPE):シートメタルを扱う作業者は、以下を含む適切なPPEを着用することが不可欠である:
- 耐切創性の手袋:裂傷や刺し傷を防ぐケブラーまたは高性能ポリエチレン(HPPE)製手袋
- サイドシールド付き安全眼鏡:金属くず、破片、化学薬品の飛散から目を保護する。
- 呼吸器の保護具特に切断または溶接作業中の金属粉塵およびヒュームに対する適切なフィルターを備えたNIOSH認定の呼吸保護具
- つま先が鋼鉄製の安全長靴:落下する金属板や工具から足を守る
- 防護服:丈夫で切創に強い素材の長袖シャツとズボン
取り扱い手順:身体的危害を避けるためには、適切な取り扱い技術が極めて重要である:
- 大きなシートや重いシートには、機械的なリフト装置(バキューム・リフター、マグネット・リフターなど)を利用し、手作業によるリスクを軽減する。
- 安全な一人用リフト限度を超えるシートに対する「二人用リフト」ルールの実施
- 正確な制御を保証し、材料の予期せぬ挙動のリスクを軽減するために、適切に保守・校正された切断・曲げ装置を使用すること。
- 切断作業の直後に、鋭利なエッジを取り除くためにバリ取り工具を使用する。
職場の技術管理:
- 金属粉塵やヒュームを発生源で捕捉するため、適切な局所排気装置を設置する。
- 筋骨格系の負担を軽減するために、立ち仕事エリアでは抗疲労マットを使用する。
- 金属加工工程による聴覚障害のリスクを軽減するため、吸音パネルなどの騒音防止対策を実施する。
教育と訓練:労働者は、以下を含む包括的な研修を受けるべきである:
- 筋骨格系の怪我を防ぐための適切な持ち上げ技術と人間工学的実践
- 突然解放される可能性のある応力やバネのかかった金属の特定など、板金作業に特有の危険の認識
- 一般的な板金負傷の応急処置を含む緊急対応手順
- すべてのPPEと加工機器の適切な使用とメンテナンス
職場の整理整頓と清潔さ:
- 5S(整理、整頓、清掃、標準化、維持)システムを導入し、整理整頓された安全な職場環境を維持する。
- 作業エリアを定期的に清掃し、金属屑や粉塵の堆積を防ぎ、スリップや呼吸器への危険を低減する。
- 怪我や汚染を防ぐため、金属くずは指定された容器に適切に廃棄する。
これらの包括的な安全対策を実施することで、作業員は、金属加工作業の生産性と効率を維持しながら、シートメタルの取り扱いに関連するリスクを大幅に最小限に抑えることができる。