金属へのエンボス加工技術をご紹介！

金属のエンボス加工とは？

金属のエンボス加工は、金属（鉄、ステンレス、アルミ等）の表面に凹凸や模様をつける加工技術のことです。まるでスタンプを押すように、金属板に型を押し当てて、美しい模様や立体感を出します。
身近なものだと、車のナンバープレートなどがエンボス加工を用いて作られています。

プリントスは、樹脂銘板へのエンボス加工を専門としていますが、今回は金属のエンボス加その特徴やメリット、用途、金型作製について詳しく解説していきます。

金属エンボス加工の特徴

• 高度な技術が必要
  金属は硬い素材なので、紙に比べて加工が難しく、高い技術と専用の機械が必要です。
• 多様な表現が可能
  深い彫り込みや複雑な模様をつけることで、さまざまな表現が可能です。
• 耐久性が高い
  金属に直接加工するため、耐久性が高く、長期間美しい状態を保てます。

なぜ金属にエンボス加工するの？

• デザイン性の向上
  単なる平らな金属板よりも、立体感があり、高級感が増します。
  複雑な模様をつけることで、オリジナリティあふれるデザインが実現できます。
• 機能性の向上
  表面に凹凸をつけることで、滑りにくくしたり、摩擦を増やしたりすることができます。
  例えば、スマートフォンケースにエンボス加工を施すことで、手が滑って落としてしまうのを防ぐことができます。
• 製品の差別化
  他にはない独特なデザインや質感を与えることで、製品の価値を高めることができます。

メリット

紙のエンボス加工は、主に視覚的な効果や触感による訴求力の向上に焦点を当てたものが多いですが、金属エンボス加工は、耐久性、機能性、構造的な強度といった、より機能的な側面でのメリットが大きい点が特徴です。

デメリット

金属エンボス加工は、製品の魅力を高める効果的な方法ですが、導入する際にはいくつかの注意点が必要です。

使用事例をご紹介

金属エンボス加工は、その高いデザイン性と機能性から、幅広い分野で活用されています。
以下に、具体的な事例一覧をご紹介いたします。

• 自動車の内装部品：ダッシュボード、ドアパネルなど、内装部品にエンボス加工を施し、高級感や滑り止め効果を高めることで、運転時の快適性を向上させます。
• 自動車の外装部品：グリルやホイールにエンボス加工することで、デザインのアクセントとなり、スポーティな印象を与えます。
• 冷蔵庫：ドアパネルにエンボス加工を施すことで、指紋が目立ちにくくなり、常に清潔な状態を保つことができます。
• 外壁パネル：建物の外観に深みを与え、高級感を演出します。
• 内装材：空間の雰囲気をガラリと変え、個性的な空間を創出できます。
• 装飾品：アクセサリーやジュエリーなど、装飾品にエンボス加工を施すことで、独特の質感と光沢を生み出します。
• 工業製品：機械部品や工具など、機能性とデザイン性を両立させるために、エンボス加工が利用されます。

金属加工の種類

金属加工は、金属を様々な形や性質に変えるための技術です。
大きく分けると「形を変える加工」と「性質を変える加工」の2種類あります。

形を変える加工

金属の形状を、欲しい形に変える加工です。

• 除去加工：素材の不要な部分を削り取り、目的の形状にします。
• 切削加工：旋盤、フライス盤などの機械を使って、金属を削り出します。
• 研磨加工：表面を滑らかにする加工です。
• 付加加工：材料を付け加えて目的の形状に仕上げる加工です。
• 溶　　接：熱や圧力を加えて金属を接合する加工です。

性質を変える加工

金属の硬さ、錆びにくさ、表面の光沢など、金属の性質を変える加工です。

• 熱 処 理 ：金属を加熱・冷却することで、硬さや強度を変化させる加工です。
• 表面処理：金属の表面に処理を施すことで、耐食性や外観を向上させる加工です。

使用する道具

金型の製作工程

金型を製作する工程は、主に5つに分かれます。

1. 設計デザイン：加工したい模様を設計し、金型の設計図を作成します。
2. 金型製作：設計図に基づいて、金属製の金型を作ります。
3. 加工準備：金属板と金型をプレス機にセットします。
4. プレス加工：金型で金属板を押し、凹凸を付けます。
5. 仕上げ：バリ取りや表面処理などを行い、製品を完成させます。

金型の材質一覧

金属エンボス加工における金型の材質は、加工対象の金属の種類、形状の複雑さ、必要な加工精度、そして耐久性など、様々な要素を考慮して選択されます。

【工具鋼】
特徴：高硬度、耐摩耗性、耐熱性に優れており、汎用性が高いです。
用途：シンプルな形状のエンボス加工、高精度な加工に適しています。

【合金鋼】
特徴：工具鋼に比べて、さらに高強度、耐摩耗性、耐熱性を有しています。
用途：複雑な形状や深い凹凸のエンボス加工、長寿命な金型が必要な場合に適しています。

【銅合金】
特徴: 熱伝導率が高く、熱処理による硬化が可能です。
用途: 熱可塑性樹脂のエンボス加工や、低温での加工に適しています。

【アルミ合金】
特徴: 軽量で加工性が高く、コストが比較的安いです。
用途: 試作金型や、小ロット生産用の金型に適しています。

金型の材質選択ポイント

• 加工対象の金属：加工する金属の硬度や材質によって、金型の硬度や耐摩耗性が要求されます。
• 形状の複雑さ：複雑な形状のエンボス加工には、高い加工精度と耐摩耗性を有する金型が必要です。
• 加工精度：高い寸法精度が要求される場合は、硬度が高く、変形が少ない金型を選びます。
• 耐久性：長期間の使用に耐えるためには、耐摩耗性と耐熱性に優れた金型が必要です。
• コスト：金型の材質によってコストが大きく変わるため、予算に合わせて材質を選択します。

金型の寿命について

一般的に、金型は永久的に使用できるものではなく、使用を重ねるごとに摩耗や変形が生じ、最終的には交換が必要になります。

金型の寿命に影響する要因

• 金型の材質：工具鋼、合金鋼、銅合金など、金型の材質によって寿命は大きく異なります。硬度が高く耐摩耗性に優れた材質ほど、寿命が長くなる傾向があります。
• 加工対象の素材：加工する金属の硬度や材質によって、金型の摩耗が異なります。硬い金属を加工する場合、金型の摩耗が早く進む傾向があります。
• 加工条件：加圧力、加工速度、加工回数など、加工条件によって金型の摩耗が異なります。
• 冷却方法：金型を冷却することで、熱による変形や摩耗を抑制し、寿命を延ばすことができます。
• メンテナンス：定期的なメンテナンスを行うことで、金型の寿命を延ばすことができます。

金型の寿命の目安

金型の寿命は、一般的にショット数（金型で製品を作る回数）で表されます。

• 短寿命：数百ショット程度（試作品用など）
• 中寿命：数万ショット程度（量産用）
• 長寿命：数十万ショット以上（高耐久性が求められる製品用）

しかし、これはあくまでも目安であり、実際の寿命は、上記の要因によって大きく変動します。

金型が寿命を迎えたサイン

• 寸法精度が低下する：金型の摩耗により、製品の寸法精度が低下し、不良品が発生する。
• 表面粗さが悪化する：金型の摩耗により、製品の表面に傷やバリが発生する。
• 金型が割れる：金型にひび割れや破損が生じる。

金型の寿命を延ばすための対策

• 適切な材質の選択：加工条件に合わせた最適な材質を選択することが重要です。
• 冷却方法の工夫：冷却水を適切に供給し、金型の温度上昇を抑制します。
• 定期的なメンテナンス：定期的な清掃、研磨、コーティングを行い、金型を良好な状態に保つことが求められます。
• 加工条件の見直し：加圧力や加工速度を最適化することで、金型の寿命を最大限に引き出すことができます。
• 予備金型の用意：緊急事態に備え、予備金型を準備しておくことが望ましいです。

まとめ

金属へのエンボス加工は、製品に立体感や高級感を出す加工方法です。この記事でご紹介したように、耐久性も高いため、様々な製品に使われています。

高級感や耐久性を高めてくれる素晴らしい加工ですが、初めて金属にエンボス加工する際は、金属加工をしている専門の会社に相談・お問合せするのがおすすめです。

あなたの製品に合ったエンボス加工を、案内してくれます。