2021年12月3日
「金属加工の種類について知りたい」
「加工方法を選定する際に重視するべきポイントについて知りたい」
金属加工について上記のお悩みを持つ方に金属加工の種類と加工方法、重視すべきポイントについて解説致します。
金属加工とは
最初に金属加工について解説します。
材質に金属を用いた製品を製作する際の加工作業を金属加工といいます。
金属加工は大きく下記の2つに分類できます。
「形を作るための金属加工」と「性質を変えるための金属加工」があります。
形を作るための金属加工は、溶けた金属や棒材、板材などを加工によって、製品の形にするものです。一方、性質を変えるための金属加工は、金属に化学処理を施し、錆びにくくしたり、硬度を高めたりするものです。
金属加工の種類について
金属加工の種類は大きく分けると3つあります。
1つ目は、機械加工です。
金属を定められた形にするための加工です。原理ごとに4つに分類されます。
原理①：成形
成形は下記の3種類に分けられます。
鋳造：材料を溶かして型に流し込み、定められた形を作るという方法です。
塑性加工：材料に大きな力を加えて変形させ、定められた形を作るという方法です。
焼結：金属粉末を成型し、粉末同士を高温で結合させることによって強度を高めるという方法です。
原理②：除去加工
除去加工は定められた形を作るために、不要な部分を除去するための加工です。
加工方式には下記の4種類ががあります。
切削加工：刃物で加工対象物を削ります。
研削加工：砥石で加工対象物を削ります。
ラッピング加工：砥粒で加工対象物を削ります。
放電加工：電極と加工対象物の間で放電させて削ります。
原理③：付加加工
不可加工必要な部分に材料を加えて定められた形を作る方法です。
この方法の特徴は、複数の金属であっても造形ができることです。
そのため、複雑な構造である航空機のエンジン部品にも採用されています。
原理④：結合
結合は、部品材料同士を結合させて、定められた形を作ったり機能を得たりする方法です。
小さな電子機器から大型の構造物まで、幅広い製品の製造のために重要な技術です。
加工方式には下記の3種類があります。
材質的結合：対象物と対象物を材料的に結合するものです。材料を高性能かつ強固に結合できます。
機械的結合：継手として応力を伝達できますが材料的には接合していません。
化学結合：水素結合といった弱い結合力によって結合するものです。
2つ目は、熱処理加工です。
1.全体熱処理
部品の金属組織を変化させる目的で行われる熱処理には、焼き入れと焼き戻し処理があります。硬化した材料を軟化させる目的で行われる熱処理は、焼きなまし処理といいます。
材料の結晶組織を整える目的で行われる熱処理は、焼きならし処理といいます。
2.表面熱処理
こちらは、全体ではなく表面のみに施す加工方法です。
加熱して焼き入れを行ったり、表面に炭素を浸み込ませて硬化させたりする方法があります。
また、窒素を浸み込ませて硬化させるという方法もあります。
3つ目は、表面処理です。
表面処理は表面に保護膜を作り、性能を高めるものです。
具体的には、耐蝕性や潤滑性能などです。
表面処理は、電気化学処理と塗装、物理的表面処理の3種類に分けられます。
1.電気化学処理
電気化学処理には下記の3種類があります。
めっき：材料の表面に金属の薄膜を作るものです。
化成処理：表面で化学反応を起こさせ、性能の改質を図るものです。
陽極酸化処理：通電によって酸化被膜を作るものです。
2.塗装
対象物の表面を塗料の被膜で覆う方法です。
塗装は下記の2種類に分けられます。
流動性塗装：塗料に対象物を直接浸したり、スプレーで吹きかけたりします。
粉体塗装：粉末状にした塗料を塗りつけます。
3.物理的表面処理
物理的表面処理は鋼球を対象物の表面に激突させることによって、表面を均一に変形させるものです。そのため、高い硬度を獲得できます。
加工方法を選ぶ際に重視するべきポイントについて
金属加工の加工方法を選定する際に重視するべきポイントは下記になります。
1つ目は、要求仕様の合致度です。
ご自身の理想との合致度を踏まえて選定しましょう。
2つ目は、製作コストです。
限られた費用を有効に使ううえでは、このポイントについて考えることは必須と言えます。
3つ目は、製作期間です。
例えば、研究開発品の試作を想定した場合、期間が長いか短いかによって研究スピードに大きな差がでてしまいます。どのようなシチュエーションで金属加工が必要なのかによりますが、短納期を希望される場合には製作期間についても重視しておきましょう。
当センターの海外調達の部品加工事例をご紹介！
ここでは海外調達を行った部品の加工事例をご紹介します。
加工事例①：台座
こちらの加工事例は、材質が SUS304の台座です。
こちらは、旋盤加工とフライス加工で成形致しました。
加工事例②：プレート
こちらの加工事例は、材質がアルミニウム（A7075）のプレートです。
こちらは、マシニング加工で成形致しました。
加工事例③：フランジ
こちらの加工事例は、材質が鉄（S45C）のフランジです。
こちらは、旋盤加工とマシニング加工で成形致しました。
金属加工のご依頼なら、部品の海外調達コストダウンセンターへ！
金属加工のご依頼は「部品の海外調達コストダウンセンター」の活用をおすすめしております。アジア圏に提携工場があり、10数年間の取引から国内で生産したものと変わらないクオリティーで高い製作精度と高い品質を持ち、機械部品をアウトソーシング可能な環境がを整えられているためです。
ISO9001認証をもとにした品質検査規格を導入することにより、国内と同等の基準にて品質検査を実施しているため、高品質となっております。海外調達で問題に挙げられれる「意思疎通」や「時差」に関しても、海外の外注加工先まで依頼内容をミスなく、情報共有を行えます。
また海外調達では少ない数生産している品物は、かえって輸送コストが高くなってしまうこともありますが、当センターでは週に2回くらいを目安として安定輸入を行っているため、仮に1つの物を海外生産したとしても送料は各製品に分散され、最終的に費用の削減を実現することが可能です。
部品の海外調達について
「品質・精度は大丈夫なのか…」
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