ものづくりの現場で、金属材料を加工して形状あるいは機能を付与するための機械を「金属工作機械」あるいは「金属加工機械」と呼びます。
金型や工具などを装着して稼働する機械で、金属加工を高精度かつ効率良く実施できるようにするだけでなく、何度も同じ加工が行える再現性をもたらします。
今回はそんな金属工作機械および金属加工機械について取り上げます。

・金属工作機械／金属加工機械の分類

金属加工にまつわる機械はさまざまな分類がなされますが、
総務省が2024年に定めた生産物分類[ https://www.soumu.go.jp/toukei_toukatsu/index/seido/seisanbutsu/index_2024.htm ]では、こうした機械類を以下のように分類しています。

1.金属工作機械
　旋盤、ボール盤、フライス盤などが分類されます。
2.金属加工機械（金属工作機械を除く）
　圧延機械、プレス機械、ガス溶接・溶断機などが含まれます。

・金属工作機械

日本産業規格（JIS）では「主として金属の工作物を，切削，研 削などによって，又は電気，その他 のエネルギーを利用して不要な部分を取り除き，所要の形状に作り上げる機械。ただし，使用中機械を手で保持したり，マグネットスタンドなどによって固定するものを除く。 注記 狭義であることを特に強調するときには，金属切削工作機械ということもある」としています。
この分類では旋盤やボール盤、中ぐり盤、研削盤、マシニングセンタなどが含まれます。

・金属加工機械

金属加工機械に分類されるのは圧延機械やプレス機械、せん断機、鍛造機械などです。
ここには金属を鋳塊、粉末、板、管、棒などの形状に1次加工するための圧延機械などの機械と、そこからさらに目的の形状に仕上げていくための鍛造機械やプレス機械など2次加工を行う機械の両方がふくまれます。

・加工に用いるエネルギーの種類による分類

金属を加工する際には材料に熱や化学などのエネルギーを与えて行いますので、このエネルギーの種類によって分類することも可能です。

金属材料に機械的エネルギーを与える手法としては、塑性加工（材料に大きな力を加えて変形させることによって、目的とする形状に加工する）のプレス機械や圧延機械、材料から不要な部分を取り除く除去加工などがあります。
また、熱的エネルギーを与えるものとしては溶解炉や放電加工機、溶接機などがあり、化学的エネルギーを与えるものとしてはめっきやアルマイトなどの表面処理機などが存在します。

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各種ものづくりの現場において金属で製作した型枠のことを一般的に金型と総称します。
自動車のボディのような大型のものから私たちが日常使用するスマートフォンの部品など細かいものまで幅広く金型は使用されています。 今回はそんな加工の現場で重要な金型について取り上げます。

・金型とは？

金型は主にプレス機械や鍛造加工用の機械などに設置・使用し、同じ型の製品を多数作成することが可能です。
金型を用いることで設計された形を素材を転写し、早い場合は数秒で成形することができますので、小さな部品の場合は短い時間で数百,数千もの加工が実施でき、生産スピードの向上に寄与し納期や開発期間の短縮にもつながります。

・金型のメリットとデメリット

金型を用いた加工には下記のような特徴があります。

■メリット

1.納期や開発期間が短縮できる
発生したバリは鋭利な角度となることも多く、作業者および使用者が触れて手や足などを怪我する危険性があります。

2.精度の均一化を実現しながら量産が可能に
一度金型を用意すれば同品質のものを安定して製造できますので、大量生産する場合には非常に適した製法となります。
また、金型の精度を高めれば精密機器部品などのようなミリ単位の精度が必要な製品の製造にも向いています。

3.コストを抑えることが可能
生産スピードの向上がはかれるだけでなく、均一な制度の製品を用意することが可能なため、仕上げ加工が発生しにくいようにすることで全体のコストを低く抑えることも可能になります。

■デメリット

1.金型の設計ミスや成形ミスの影響が大きい
金型事態に不備や問題があると、大量に製作された製品すべてに影響が出ますので、金型を正確かつ意図した通りに用意することが重要になります。

2.少量生産には不向き
金型そのものの製作に時間がかかることも多く、また大量生産には適しているものの、少量のみを製作する場合や多少の加工や調整が必要になる場合には不向きです。

3.製作可能な形状に制約がある
成形機のサイズなどの関係で大きすぎるものには向かず、また小さすぎたり薄すぎたりする製品の製作には向かず、工場の設備や費用にもよりますが一定の制約が存在します。

・金型の種類

金型には様々な種類が存在しますが、そのなかでも代表的なものを紹介します。

1.プレス用
もっとも一般的で、自動車などの精密機械から電化製品などの日用品まで広く使われる金型です。
プレス機械などにセットした金型に板状の金属材料などを設置し、切断・曲げ・絞りなどの加工を加えて塑性加工や抜き加工を行うものです。

2.プラスチック用
溶かしたプラスチックを金型に流し込み、冷やすことで意図した形状の製品に加工します。
この製法を「射出成形」と呼称し、非常に高い精度かつ効率よく製造が可能なため大量生産に適した加工方法です。

3.鍛造用
金型を用いて叩くことで強度を与えながら変形させ、成形していくのが鍛造用金型による加工です。
熱間鍛造・冷間鍛造などに分類され、熱間金型では高温に加熱した金属に圧力を加えて変形させて製造し、冷間金型では常温の金属に圧力を加えて成形を行います。

4.鋳造用 鋳型に熱で溶かした金属を流しこみ、冷やして固め意図する形状に成形する際に使用される金型です。
エンジンなどの自動車部品、バルブなど工業用部品、農業機械部品などの製造にも用いられます。
なお鋳造には金型だけでなく砂を用いた砂型で製造することもありますが砂型が毎回製品を取り出す際に壊さなくてはならないのに対し、金型であれば壊す必要はなく繰り返し使用が可能です。

5.ダイカスト用 鋳造型の一種で溶かしたアルミ合金・亜鉛合金などを高温に加熱した状態で圧入し成形する金型です。
精密機械や電気製品などの部品やマグネシウム合金を用いるカメラや工具のボディなどの製造に使用されています。

6.その他 上記の5つ以外にも、タイヤや工業製品の製造に向いたゴム用金型や、ガラスを押型や吹型で成形するガラス用金型、金属の粉末を方に入れて焼き固めることで成形する粉末治金用金型など、多種多様な金型が存在します。

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金属加工で製品や部品を製造した際に、多くの場合に必要になるのがバリ取りです。
今回は作業者を悩ませることも多いバリ取りの概要と工具や加工法を取り上げます。

バリとは？

加工時に発生する、意図しない残留物や突起のことを「バリ」と呼びます。
バリをそのままにしておくと部品を組み合わせることが困難になったり、製品全体の精度に悪影響を与えることがあり不良品の発生の原因にもなります。また作業者や完成品の使用者の怪我のもととなるため、バリは除去する必要があります。
バリの形状や大きさ、発生の仕方などは加工方法によって異なり、また発生しないように作業を進めることは困難です。そのため、実作業においては加工後にバリを除去する「バリ取り」を実施することになります。

・バリの問題点

1. バリによる負傷
発生したバリは鋭利な角度となることも多く、作業者および使用者が触れて手や足などを怪我する危険性があります。

2. サイズの精度の悪化
高い精度で加工した部品や製品であっても、バリによって寸法が変わり異常値となることもあります。

3. 組立時の精度の低下
部品を組み立てる際にバリが残っていると、バリが邪魔となったり剥がれて部品同士の間で挟まったりすることで組立精度も低下することとなります。

4. 故障や摩耗の原因
剥がれ落ちたバリが意図しない形で他の箇所に入り込むことで、こじれや故障、部品の摩耗などにつながる恐れがあります。

・バリ除去後の形状

バリ（下図A参照）を取り除こうとする場合、バリの部分のみを綺麗に除去する（下図B参照）のは困難です。そのため、多くの場合バリの寸法以上に削る必要があります。
バリ取りはバリ取り機を使用するパターンもありますが、多くの場合は手作業で刃物やハンドツールやブラシなどを用いて行います。なおバリ取りの指示は製品の角を斜め45度に削り落とすC面取りで依頼するのが一般的ですが（下図C参照）、実際のバリ取り後の形状はC面取りとR面取り（製品の角を丸く滑らかに削る加工）の混合したような形状になることが多いです。

・バリ取りに用いる工具と加工法

バリ取りでは下記のような工具を用います。

1. 手作業用の工具
スクレーパーと呼ばれるハンディーツール（下図A参照）や、バリ取り専用のブラシ（下図B参照）など多くのバリ除去用の工具が市販されています。多くの工具は部品外側のバリだけでなく、穴の内部などにも対応可能な作りになっています。
また、砥石（下図C参照）や紙やすりなども仕上げ用の工具として使用されます。

2. 回転工具
効率よくバリ取りを行うための回転工具も使用します。ディスクグラインダー（下図D参照）は先端の砥石やブラシを高速回転させて研磨し、バリを除去します。
また、サイズの大きいバリが発生する場合には卓上に設置したグラインダを用いてバリを除去します。

3. バレル加工による除去
研磨槽に砥石と工作物を投入し、回転させることで凸をなくしバリを除去する例もあります。一度に多くの数のバリを処理できるとともに、作業者の習熟度を必要としない効率的な方法ですが、バリ取りの精度面では落ちたり意図しない傷ができたりするデメリットがあります。

4. その他その他にも電解方式を用いる方法や、レーザー加工機を用いる手法、薬品などを用いる化学的除去、超音波方式による除去、ウォータージェットを用いて洗浄と同時にバリ取りを行う方法など、数多くのバリ取りの方法があります。

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今回はヒガメタルの”ものづくり”情報特集で、これまでに機械加工について特集してきた記事をご紹介します。

ぜひ皆様のお仕事や学習にお役立てください。

機械加工に関する特集記事一覧

これまでに以下のようなテーマを取り上げてきました。

　
ものづくり基礎知識15　 機械加工の知識：切削加工について
https://higa-metal.com/articles/966/

　
ものづくり基礎知識16　 機械加工の知識：成形加工について
https://higa-metal.com/articles/980/

　
ものづくり基礎知識17　 機械加工の知識：溶接など接合加工について
https://higa-metal.com/articles/990/

　
ものづくり基礎知識18　レーザー加工や放電加工などの特殊加工について
https://higa-metal.com/articles/1000/

　
ものづくり基礎知識19　熱処理と表面処理について
https://higa-metal.com/articles/1008/

　
ものづくり基礎知識20　溶接について
https://higa-metal.com/articles/1020/

　
ものづくり基礎知識21　板金加工について
https://higa-metal.com/articles/1041/

　
ものづくり基礎知識22　旋盤加工①　特徴と種類
https://higa-metal.com/articles/1055/

　
ものづくり基礎知識23　旋盤加工②　原理と加工条件
https://higa-metal.com/articles/1096/

　
ものづくり基礎知識24　フライス加工①　特徴と種類
https://higa-metal.com/articles/1108/

　
ものづくり基礎知識25　フライス加工②　加工条件
https://higa-metal.com/articles/1133/

　
ものづくり基礎知識26　穴あけ加工①　特徴と種類
https://higa-metal.com/articles/1185/

　
ものづくり基礎知識27　穴あけ加工②　ボール盤の種類と構造
https://higa-metal.com/articles/1249/

　
ものづくり基礎知識28　研削加工/研磨加工について①
https://higa-metal.com/articles/1278/

　
ものづくり基礎知識29　研削加工/研磨加工について②
https://higa-metal.com/articles/1303/

　
ものづくり基礎知識30　板金加工について①
https://higa-metal.com/articles/1305/

　
ものづくり基礎知識31　板金加工について②
https://higa-metal.com/articles/1328/

　
ものづくり基礎知識32　測定・評価①
https://higa-metal.com/articles/1339/

　
ものづくり基礎知識33　測定・評価②
https://higa-metal.com/articles/1348/

　
ものづくり基礎知識34　材料を溶かして加工①　エッチングと3Dプリンタ
https://higa-metal.com/articles/1594/

　
ものづくり基礎知識35　材料を溶かして加工②　レーザ加工と放電加工
https://higa-metal.com/articles/1617/

　
　
これからも本特集ではさまざまなテーマを取り上げてまいります。

　
またヒガメタルは大田区のものづくり企業として、多種多様な加工のご依頼をお引き受けしています。

お気軽にご相談ください。
　
　

前回に引き続き、光や電気あるいは化学反応によって工作物を溶かして加工する特殊な加工方法を紹介します。

今回は光を使うレーザ加工と電気を用いる放電加工を取り上げます。

材料を溶かして加工する特殊加工

前回ご紹介したように、工作物を溶かす特殊加工には下記のような種類が存在します。

1. 　エッチング：薬品による化学反応を活用し溶かして加工
2. 　3Dプリンタ：あらかじめ溶かした材料を多層に積み重ねる加工方法
3. 　レーザ加工：レーザ光を用いて加熱して溶かして加工4.　放電加工：電気を流し、放電効果で過熱して溶かして加工
4. 　放電加工：電気を流し、放電効果で過熱して溶かして加工

レーザ光のエネルギーを熱に変えて工作物を溶かすレーザ加工

レーザ光は太陽光などのさまざまな波長が合わさった光と異なり、単一の波長であるため光が拡散しません。

高エネルギーになるよう高密度に集約したレーザ光を金属などの工作物に照射し、発生する熱で融解・蒸発させて切断したり穴をあけたりするのがレーザ加工です。

この加工方法の仕組みとしては、レーザ発信機で発生させたレーザ光を、反射ミラーなどを通じて集光レンズで収束させて工作物に照射させることになります。

レーザ加工には下記のような特徴があります。

1. バイトやエンドミルといった切削工具が不要
2. 工作物に力が作用せず変形が生じにくい
3. 工作物の発熱量や部位も限られ、ひずみが小さくなる
4. 硬度の高い金属などの工作物も加工が可能
5. レーザ光の移動や速度をプログラムで自由に制御、設計できる
6. 切り代が少なくなるためコスト面でメリット
7. 複雑な形状や微小な加工に問題なく対応可能

また、レーザ加工では工作物を加熱することで除去、接合、焼入れの加工が可能になります。

除去では工作物の特定箇所を熱で蒸発させることで切断や穴あけ、マーキングを行います。

接合ではレーザー光の熱を用いて金属などを局所的に溶かして溶接させたりろう付けさせることになります。 また、レーザ光の熱を焼入れの熱源として利用することも可能です。

電気エネルギーを熱に変えて工作物を溶かす放電加工

仕組みはアーク溶接と似ていて、電極と工作物に電気を流すことで狭い空間での放電を通じて高熱の火花を発生させてその熱で溶かす加工方法です。電気が流れる素材であれば、極めて硬い材料であっても精密な加工が可能になります。

放電加工にはとくに「形彫り放電加工」と「ワイヤ放電加工」があります。

形彫り放電加工とは電極の形状を工作物に転写する放電加工のことで、加工したい形状を反転した形状の電極が必要になります。水や灯油の中で電極を放電させて火花を起こし、その熱で工作物を溶かして加工を行います。

1ミクロンレベルでの精密な加工が可能で、カメラやレンズなどの精密機器、家電製品、輸送機部品などさまざまな製品を製造するための金型を用意するために用いられることが多い加工方法です。

一方でワイヤ放電加工はワイヤ状の細長い電極（直径0.2～0.3mm程度）を使用する加工方法で、ワイヤの放電で発生した熱で工作物をとかして切断していきます。

放電加工でも1ミクロン単位での精密な加工が可能で、また加工に用いる工具がワイヤのみであるため多様な工具を必要とする手法に比べてコストがおさえられる点もメリットです。

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機械加工には光や電気、化学反応によって工作物を溶かして加工する特殊な加工方法も存在します。 今回はその中からエッチングと3Dプリンタを紹介します。

材料を溶かして加工する特殊加工

工作物を溶かす特殊加工には下記のような種類が存在します。

1. 　エッチング：薬品による化学反応を活用し溶かして加工
2. 　3Dプリンタ：あらかじめ溶かした材料を多層に積み重ねる加工方法
3. 　レーザ加工：レーザ光を用いて加熱して溶かして加工4.　放電加工：電気を流し、放電効果で過熱して溶かして加工
4. 　放電加工：電気を流し、放電効果で過熱して溶かして加工

3のレーザ加工と放電加工は次回: 材料を溶かして加工②で紹介します。

化学的に材料を溶かすエッチング

エッチングは化学薬品やエッチング液（腐食液）などの化学薬品やフッ素などの反応ガス、イオン等を使って表面加工に用いられる加工法の一つです。化学反応により腐食作用を引き起こし、金属板などの工作物を溶解させたり加工したりします。切る、削るなどの方法でなく特定の部分を薬品で溶かし、工作物の表面を加工する方法です。

腐食作用で溶かす特性より、工作対象物は金属がほとんどで鉄、銅、アルミ、ステンレスなどの素材で行われます。 切削やプレス等と異なり、精密で細やかなサイズでの調整も可能な点がメリットで、薄く複雑な形状をした製品加工にも利用可能で、半導体の製造など精密な加工が求められる現場でも活用されています。

エッチングのなかでも酸性あるいはアルカリ性溶液のエッチング液を使った化学反応によって工作物の表面膜を削り、露出部分を除去する一般的な手法はウェットエッチングと呼ばれます。薬品や設備面でのコストが安く、また複数回の利用が可能であるなど経済面でもメリットがある加工方法です。

一方、高真空プラズマを用いて真空環境においてプラズマ化したガスから生じるイオンや高速中性粒子、ラジカル等を工作物に当て取り除いていく方法がドライエッチングです。非常に精密な加工が可能ですが、真空環境を用意する必要があるなど大掛かりな装置が必要になりコスト面では難があり、またガス濃度や温度管理、複雑な装置構造の理解といった加工者の能力も求められる点も特徴です。

注目を浴びる3Dプリンタ

溶かしたプラスチック粉や金属粉を薄い印刷で何度も重ねることで厚みを作り3次元の立体に形作る加工方法が3Dプリンタです。 この加工方法の特徴には以下のメリットがあります。

1. 切削加工や成形加工で不可能だった複雑な加工も可能に
2. プログラムにより自由に形状を設計が可能

一方で下記のようなデメリットも存在します。

1. 加工に時間がかかり、大量生産は難しい
2. 使用可能な材料が限定されることがある
3. 高精度な加工を行うことに難がある

一方で3Dプリンタの技術進歩は速く、上記のデメリットもどんどん解消されていっています。

3Dプリンタにはいくつもの方式がありますが、そのなかから2種の方式を紹介します。

(a) 熱溶解積層方式[FDM方式]

ポリカーボネイトやABS樹脂などを高温で溶解させ、ノズルから出力させて薄く積み重ねていくことで立体を造形する方式です。

使用可能な素材の選択肢が多く、カラーに関しても自由度が高く広く様々な製品の加工が可能です。 また、2009年に特許期限が切れていてリーズナブルな価格での購入が可能なことも特徴です。

(b) 光造形方式[SLA方式]

紫外線を当てることで硬化する液状の樹脂で満たした層に、上部から紫外線レーザを照射することで硬化させ、その工程を繰り返して層を積み上げていく加工方法です。1層分を硬化させた後、ステージを引き下げて新たな層を硬化させていきます（以下図を参照）。

レーザを1点に集中させて照射するため、複雑で精細な構造の製品の加工も可能な点が特徴です。また、造形時の出力を大きくすることで、大型なものでも造形可能な点が特徴です。

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今回は前回に引き続き、ものづくりの原点でもある測定と評価の2回目となります。 特に寸法測定の測定器について取り上げます。

直接測定と間接測定

寸法の測定には直接測定と間接測定の2種類が存在します。

直接測定は測定意の目盛りから寸法を直接読み取る方法で、前回にご紹介した直尺と曲尺、さらにはノギスも直接測定のための測定器です。

一方、間接測定は変化する量を調べたり、別の基準と比較することで寸法を読み取る測定方法です。

たとえば物体を一定の速度で動かして通貨時間を測りその時間から長さを測定したり、ばねの伸びが重さに比例していることを利用したばねばかりでの測定する方法などが間接測定にあたります。

直接測定の測定器　マイクロメータ

前回ご紹介したノギスよりもさらに高い精度で計測が可能な測定器がマイクロメータです。測定する対象物をはさんでその外径や長さ（厚み）などを精密に測ります。

マイクロメータにはデジタルのものとアナログのものが存在し、一般的な制度はアナログが0.01mmでデジタルは0.001mmとなりますので、必要とされる精度に応じて使い分けることになります。

また、測定する箇所によってそれぞれ専用のマイクロメータが存在し、外側寸法を精密測定する工具が外側マイクロメータ、内側寸法を測定する工具を内側マイクロメータ、深さ寸法を測定するものをデプスゲージと呼称します。

直接測定の測定器　三次元測定器

測定物の三次元（前後、左右、上下）を自動的に計測、算出することが可能な機材が三次元測定器です。

立体的に測定することで、寸法に加えて平面度や平行度、直角度などの幾何公差の検査も可能になります。

メーカーや機器によって様々な使用がありますので、目的に合った測定器を導入する必要があります。

弊社ではKEYENCE社の画像寸法測定器 IM-8000シリーズを導入し、加工後の測定や検査を高速化しています。

間接測定の測定器　ダイヤルゲージ

ダイヤルゲージは寸法をはかるのではなく変位量を測る測定器で、短い直線距離を正確に測る際に使用されます。

スピンドルという軸の部分の直線または円孤運動を歯車などで機械的に拡大して動きを短針と長針で読み取ることで計測します。

また、ノギスやマイクロメーターのように単体では使用することができず、スタンドなどに固定して使用することになります。

すきまゲージ

微小なすきまを測定する器具がすきまゲージ（シネックスゲージ）です。

厚みお異なるリーフと呼ばれる薄い板が組み合わされた形状をしていて、測定したい隙間に複数のリーフを挿入して隙間を完全に埋めるまで組み合わせを変えていきます。

最終的にその厚さから寸法を計測します。

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これまでに紹介してきた板金加工や溶接など図面に基づいて加工を行った後、意図どおりに加工されたかどうかを測定によって判断することが必要です。 今回はものづくりの原点でもある測定と評価をとりあげます。

製品品質を保証する測定

図面には基準値となる「狙い値」と、許容範囲を示す「公差」とが記載されます。

たとえば棒状に長さ85mmの部品を作る場合、その85mmが狙い値となりますが、実際の加工においては84.92mmや85.03mmなどの誤差が生まれることになります。この狙い値に対する誤差を許容しないと、製造の現場ではほとんどの製品がNGとなってしまうため、たとえば±0.05までは許容すると図面で設定します。この許容できる範囲の設定を公差と言います。

最小許容範囲(下限値)と最大許容範囲(上限値)との間が合格範囲となり、先ほどの例では85mmの狙い値に対して±0.05の誤差の場合、84.92mmはNGで85.03mmでは合格ということになります。

真の値／測定値／測定誤差

部品や製品の真の値に対し、測定時には基本的に必ず誤差が含まれ測定値は真の値と異なる値になります。測定器自体のバラツキや温度変化や劣化による影響、測定者の経験や技量によるバラツキや測定個所の違い、異物の付着などのさまざまな原因で測定誤差が生まれます。

測定誤差を可能なかぎり解消するためには、測定器のスペックや測定用途を合わせたり測定環境が一定になるように整えるだけでなく、測定者の訓練も必要になります。

また測定器自体の誤差が生まれないよう、誤差が限りなくゼロに近い測定器を基準として補正を実施します。この作業を校正（キャリブレーション）と呼び、定期的に実施することで信頼性の高い測定が可能になります。

寸法精度と温度

材料は温度が上がることで膨張し、サイズが変化します。

また材料によって膨張の割合が異なり、プラスチックやアルミニウムなどは膨張率が大きく、セラミックなどは膨張が少ない材料と言えます。夏や冬の製造現場では冷暖房で室温も大きく変動しますので、測定時には注意が必要です。

JIS規格では寸法精度は20℃の環境下で行うと定められています。そのため、20℃で室温が保たれた恒温室で高精度の加工や検査を行うことになります。

測定器の種類

測定器の種類を一部、紹介します。

直尺はスケールとも呼ばれ、150mm～1m程度の長さを測定します。特に150mmスケールは使い勝手の良さから加工の現場では必需品になっています。

曲尺は90°のL字形のモノサシで、寸法測定などに使用されます。

ノギスは測定物をはさみこんで長さを測る構造で、1本のノギスで外側測定・内側測定・深さ測定が可能です。また直尺よりも正確な測定が見込めます。

次回はその他の測定器のご紹介を行います。

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前回に引き続き板金加工についてご紹介します。 今回は板金加工の一般的な手順をご紹介します。

板金加工の手順

板金加工は大きくわけて8つの工程を経て行われます。

(1) 設計・図面展開

まずは設計図面を作成します。その際にはCADや専用のソフトを用いることもあります。 板金加工では1枚の板材から加工を行いますが、最終的な完成形を示す図面は正面・平面・側面の三面図で構成されます（第三角法）。1枚の平らな板金でどのように実現するかを展開していくことになります。材料を曲げると伸びが発生するので、その伸び幅を考慮するなどの配慮が必要になります。

(2) ブランク加工

次は展開図に合わせて設計どおりに板金の外形加工や穴加工を行います。これをブランク加工といいます。 前回ご紹介したせん段加工や、金属の板を撃ち抜いて加工するタレパン加工(「タレットパンチプレス」の略)、高出力レーザーを照射して板金の切削や旋削を行うレーザー加工などを行います。

(3) 前段加工

ブランク加工ではどうしても切断面に一定のバリなどが発生します。 以後の工程が進めやすくなるようにバリを取り除いたり、ネジ山を切り込むなどの加工を行います。

(4) 曲げ加工

前段加工まで終了した平らな金属板にプレスブレーキなどを用いて圧力を加え、直線的に曲げる手法が曲げ加工です。

わずかな力の加え方の違いで得られる角度が異なってくるため、精密な仕上がりが求められる際には非常に重要な工程になります。

板材は曲げると内側が圧縮され、外側が延びることになります。圧縮と伸びの境目を中立面と言い(図ａ参照)、曲げがきついと内側に寄ってきて曲げた際の寸法に影響する場合があり注意が必要です。 また、曲げ加工を行った背の部分には反り(図ｂ参照)が発生しますので、その点も踏まえた設計を行います。

(5) 溶接加工

曲げ加工を行って意図する形状とした部品どうしを一体化させるため、接合部を溶解させ接合します。金属の材質や板の厚さや形状などに合わせて最適な溶接方法を選択します。

溶接加工は金属に熱を加えるために熱ひずみが発生してしまいやすい工程で、仕上がりに影響を与えないよう作業を進める職人の熟練技術の見せ所でもあります。

(6) 仕上げ加工

溶接で発生した熱ひずみの除去など凹凸部分をグラインダーや精密やすりなどで削り落としたりと溶接面をならして平らに仕上げたり、メッキ・塗装等の表面研磨処理などを行います。

(7) 組立・組付け

複数の部品からなる製品などに関してボルト・ナットやリベットなどの締結部品を使用して組み立てを行います。

(8) 検査・納品

寸法や外観などに問題がないか必要な検査と点検を行い、納品を行います。 加工を担当した人物が検査を行うと先入観からミスやサイズ間違いなどを見逃す可能性が高まりますので、第三者に行ってもらうのが望ましいです。工場によっては検査に画像測定器や三次元測定器を用いることもあります。

ヒガメタルは大田区のものづくり企業として、板金加工のご依頼も頻繁にお引き受けしています。 お気軽にご相談ください。

板金加工とは薄い板状の金属に力を加えて切断したり曲げたりと変形させ、立体的な形状を作り出す加工方法の総称です。

手作業でハンマーなどの工具を用いて成形する手板金と、動力を利用した機械を用いた機械板金とが存在します。 今回はそんな板金加工の種類と工具を紹介します。

板金加工の種類

板金加工を大きく4種類に分けて紹介します。

(a) せん断加工（切り離し）

アルミ・ステンレス・スチール板などの板金をはさみのように2枚の刃ではさみ込んで単純に切断したり分割する方法や、金型を用いて打ち抜く方法などが存在します。 打ち抜き形状は丸や四角などの簡単なものから、角や曲線を組み合わせた複雑な形状なども可能です。

(b) 曲げ加工（L字、U字、Z形などに曲げる）

板金に力を加えて特定の形状・角度に曲げる加工です。断面がアルファベットのLやUやZの形状に曲げたり、カタカナの「コ」の形状に曲げたりとさまざまな形状に変形させます。

(c) 深絞り加工（コップのような形状に成形）

平面の板金に圧力を加えて、絞り込むことで凹状に加工して容器形状に変形する加工です。 円筒形や角筒形、円錐形や角錐形などさまざまな形状に加工を行います。

(d) バーリング加工（ねじ加工）

薄い板金にねじ穴を加工しようとすると、多くの場合はねじ穴に必要な長さが足りません。そこで板金に穴を開ける際に、下穴に大きなパンチを押し込んで穴の縁を広げながら立てます。そうすることで穴に立ち上がり（フランジ）がつき、ねじ穴に必要な長さが確保できることになります。

板金加工で使用する工具

板金加工では工具の「パンチ」と「ダイ」が、加工をする役割の中で中心的な存在です。

「パンチ」は凸型で、「ダイ」は凹型の工具を指し、このパンチとダイを精密に組み合わせて利用する際にはダイセットに組み込み、手動あるいはプレス機で上下動させて加工を行います。

また、パンチとダイの間のすき間を「クリアランス」と呼びます。このクリアランスのサイズで加工する際の力の大きさやせん断した際の面の粗さや精度に影響しますので、最適な距離になるようにクリアランスを設定する必要があります。

また、工具にかかる力が変化しますのでパンチとダイの磨耗度合いにも影響がありますので注意が必要です。

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