【やさしく学ぶ】機械加工の基礎知識 成形加工編

成形加工

型にはまるのも、たまにはいいんじゃない?

製造業の多くは、材料を加工して形を変えることをその主な仕事としています。つまり、工作機械を使って行われる様々な機械加工は、製造業の中心的な役割と言えるわけです。
機械加工は、加工方法によっていくつかに分類することができるのですが、前回はその中の一つとして切削加工をご紹介しました。機械加工にはそれ以外にも、「型を使って変形させる」成形加工というものがあります。

今回はその成形加工について、主にどんなものがあるかを簡単に見ていきましょう。

成形加工の種類

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1. 板金加工
2. 鋳造(ちゅうぞう)
3. 鍛造(たんぞう)
4. 射出成型

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1.板金加工

板金加工

薄い板状の金属板(板金)を金型や治具の間に挟み、圧力をかけて打ち抜いたり曲げたりする加工のことを言います。圧力をかけるためにプレス機を使うため、プレス加工とも呼ばれます。
形状が比較的単純で、かつ金属を用いた外装ケースや構造内部のフレームなどの作成に利用されます。
プレス機の動力としては油圧式と機械(電動モーター)式が代表的です。

2.鋳造(ちゅうぞう)

鋳造

型の中に溶かした金属を流し込んで成形する加工方法です。砂や金属でできた鋳型に流し込む際、圧力はかけず重力、つまり溶けた金属の自重のみで型の中に金属を行きわたらせます。空気圧などで弱く圧力をかける鋳造方法もありますが、基本的には強い圧力はかけません。
砂型を使う場合、成形物が固まったら型を壊して中身を取り出すため、型は毎回使い捨てですが、一方でアンダーカットのように、金型では成形物を取り出せないような形状にも対応できます。

3.鍛造(たんぞう)

鍛造

加熱した金属の塊を金型やハンマー、プレス機などで叩いたり、挟んで非常に強い力をかけて変形させたりする加工方法です。鍛える(きたえる)という文字通り、この加工方法を経ると金属組織がち密になって強度が増します。
日本刀もこの加工方法で鍛えられています。もっとも、複数の異なる性質を持つ金属を挟み込んで鍛えるなど、単純な鍛造というのははばかられますが、基本は同じです。
溶かすのが難しい鉄や鋼などの加工に適しています。

4.射出成型

射出成型

金型にプラスチック材料を流し込んで成形する加工方法です。成型時に強い圧力をかけて金型に流し込む、つまり「射出」するためにこのような名前が付けられています。
多くのプラスチック部品は射出成型によって作られています。 同じ形のものをたくさん、安価に、高速に作り出すことに向いた加工方法で、金型の精度を高めれば非常に精密な部品に仕上がります。
近年は異なる色や素材のプラスチックを同時に成形したり、金属やフィルムなどを内部に封じ込んで成形したりする技術も発展してきています。高機能部品を一度に作り出せるポテンシャルを持つ加工方法です。

~参考文献~
機械加工の知識がやさしくわかる本(Amazon)
大健工業株式会社 「鋳造方法の比較」

成形加工と聞くと、射出成型ばかりを思い浮かべがちなのですが、鋳造や鍛造なども、金属の成形加工方法として非常に古くから使われています。板金加工で作られた製品も、身の回りを見渡すとたくさん見つかります。

成形加工は基本的に型やプレス機といった専用の設備が必要なため、個人が手作業で対応することはできません。逆に言えば、ものづくりにおいて、製造を担う企業が手掛ける意味のある、非常に重要かつ基本的な加工方法と言えるのではないでしょうか。この記事が成形加工を評価しなおすきっかけとなれば幸いです!

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