COLUMNコラム

工業分野の中でも特に重要な「金属加工」は、私たちの日常生活においても製品や構造物の製造において欠かせないプロセスです。

未加工の金属が、どのようにして複雑で精密な部品や美しい構造物に変貌していくのか？

それを可能にするためには、様々な技術と専門知識が結集されています。

今回は、金属加工の基本から応用までを探り、金属加工がどれほど私たちの生活に影響を与えているのか解説していきます。

 

金属加工とは？

 

金属加工とは、製品を作るため、材質である金属に対して加工作業を行うことです。

溶接・鋳造・研磨など、目的に合わせて加工することが必要です。

以下は一般的な金属加工の手法のいくつかです。

 

 

 

金属加工方法の種類

 

 

金属加工は、下記のように分類されます。

 

形を整える金属加工

 

機械加工は、大きく分けて３つの加工方法があります。

 

 

① 切削加工

 

刃物状の工具を使い、加工物から不要な部分を削り、除去することで形を作る加工法です。

幅広い材質が加工でき、精度とコストのバランスがよく、汎用性も高いことから最も使われている方法です。

旋盤・フライス盤・マシニングセンタ・ボール盤などによる加工が代表的なものです。

フライス盤とマシニングセンタは、旋盤加工、フライス加工ともに非常に一般的な加工法のため、家電製品の部品や自動車の部品など幅広い製品に使われています。

 

② 研削加工

 

砥石を使い、加工物から不要な部分を削り、除去する加工法です。

切削加工にも似ていますが、砥石で削るため、より精度を出すことができます。

精度が上がる分、切削加工よりもコストや時間がかかるため、切削加工で大半の形を作り、精度が必要な箇所のみ、研削加工を行う場合もあります。

自動車部品や工作機械のスライド部分など、精密な面が必要な箇所に使われています。

 

③ 特殊加工

 

切削加工、研削加工のいずれでもない機械加工については、特殊加工として分類されます。

代表的な加工には、放電加工、レーザー加工などがあります。

 

 

 

 

つづいて、塑性加工（そせいかこう）です。

塑性加工とは、金属におおきな力を加え、目的のカタチに変形させる加工のことです。

 

 

以下で詳しく説明していきます。

 

① プレス加工

 

板状の加工物に対して、カッターや金型を大きな力で押し当てることでカットしたり金型にあわせて成形したりする加工法です。

板材を精密に成形することができ、さまざまな製品に使われます。

車のボディ外板や家電製品などで広く使われています。

 

② 鍛造

 

金属のかたまりを叩いて成形する加工のことです。

変形しやすくするように、加工物をあらかじめ加熱することも多く、温度によって熱間鍛造、温間鍛造、冷間鍛造と分類されます。

加熱することで強度を持たせられるため、自動車部品（エンジン部分など）をはじめ、ネジ・歯車など、強度と安全性が求められる部品に使用されます。

 

③ 転造

 

円形上の加工物を回したり、転がしたりしながら、成形する加工方法です。

ダイスとよばれる工具を押し当てて変形させることで、ダイス外周にある形状に成形します。

ホームセンターで見かけるボルトなど、ねじ類が主な製品です。

転造には製造方法によってさらに何種類か異なる加工方法があります。

 

性質を変える金属加工

 

金属の性質を変える加工方法には、熱処理と表面処理があります。

 

熱処理

 

金属の大きな特徴として、熱処理によって内部の組織とともに形状を変化させ、さまざまな特性を引き出せることがあります。

最も知られている熱処理は、『焼入れ』『焼戻し』です。

焼入れは、鋼を硬くする熱処理です。しかし、焼き入れをするだけでは衝撃に対して脆く、衝撃が加わった際に、ガラスのように割れてしまいます。

そこで、適度な粘りを持たせるために焼戻しを行います。

焼戻しとは、焼入れされた金属材料を比較的低温に再加熱する作業で、硬度調整、内部応力除去、靭性を高める特徴があります。

 

 

 

つづいて、表面処理の代表的な方法である、『めっき』『化成処理』について解説していきます。

 

めっき

 

金属の表面に対して、ほかの金属の薄膜でおおう処理のことです。

さびの発生を防ぐ、美観をよくする、表面を硬くするなど、さまざまな機能を持たせることができます。

ニッケルやクローム、亜鉛などを使うことが多いです。

一般的な表面処理で、家庭用品や自動車部品など、広範囲に使われています。

 

化成処理

 

めっきとは異なり、化学的に金属の表面を改質して、さまざまな機能を持たせる方法です。

リン酸塩皮膜処理は広く使われている方法で、さびの発生を防いだり、塗装の下地に使われたりします。

クロメート処理は亜鉛めっきの上に施すことで、さびの発生ぐ加工です。。

自動車や建設機械などの部品に使われています。

 

加工処理メーカーの選び方

 

 

同じ寸法で作る場合でも、加工方法の選び方次第でコストや時間に大きな差が生まれてしまいます。

各加工法の得意、不得意だけでも理解しておくと選択する際に便利です。

金属加工のメーカーの場合、
・細かいもの、小さいものの加工が得意なメーカー
・珍しい加工やいち早く最先端の加工技術を取り入れているメーカー
・様々な金属加工がある中、鋳造に特化した業者から熱処理専門メーカー
まで、各社さまざまな特徴があります。

受注可能な素材や製品、加工方法などはメーカーごとに異なるので、依頼前にサイトをチェックしたり、問い合わせてできるか相談してみましょう。

依頼先を選ぶポイントは、以下の通りです。

 

仕上がり

 

加工を依頼する場合、数社に見積もりを依頼して「過去に同様のケースを扱ったことがある」業者のほうがノウハウを心得ていて技術もあるでしょう。

可能であれば過去の実績などを聞いて見せてもらうと、より具体的に仕上がりのイメージも湧きます。

 

精度、耐久性、強度

 

最終的には出来上がってくる製品の仕上がりが満足いくものであることが一番重要です。

求めている精度や耐久性、強度に答えられるのか、見積もりの段階からなるべく細かく希望を伝えるようにしましょう。

 

コスト

 

１つあたりいくらの加工賃がかかるのか？一般的に、ロットで多く数量を頼むほど一つあたりの単価が下がる場合が多いです。

 

持ち込みで金属加工をしてくれる業者の探し方

 

最近では金属加工してくれる業者をネットで探すことも容易です。

メールや問い合わせフォームから見積もりを無料で作成してくれる業者が多いので、依頼をする際は、まず複数の見積もりをもらい、金額や工期などを含め、見積もりを依頼した業者の提案内容が
自分の条件に合う１社を選びます。

個人持ち込みが可能かどうかは業者によって変わります。

もちろん個人受けをしてくれる業者もありますが、業者、事業主以外は断られる場合もあるでしょう。

最小ロットの設定が業者によって違ったり、加工方法によってもロットが違ったりする場合もあります。

個人持ち込みを受け付けている事業者の場合でも、オーダーする数量が少ないと受けてもらえない場合もあるため、事前の下調べが重要です。

 

まとめ

 

金属加工にはさまざまな方法があります。

どの加工方法が製品に適しているか？など、判断が難しい場合も精密部品加工・調達のSCCへご相談ください。

機械加工や塑性加工、鋳造だけでなく、熱処理や表面加工など用途と目的に合わせて対応いたします。

即日お見積もり対応いたしますので、まずはお気軽にご相談ください。