ものづくりトピックス

鍛造加工とは？

鍛造（英語：Forging）とは、金属材料に圧力を加えて目的の形状に成型する塑性加工の一種です。現在は、ヘッダーやフォーマといった生産性の高い鍛造機械（圧造機）・プレス機を用いて加工を行うことが一般的ですが、昔は、職人がハンマーを使って熱した金属を叩くことで刀・盾などの武具や金物を製作していました。この叩く作業を「鍛える」といい、鍛えて造るというところから鍛造という呼称が一般的になりました。

前述の塑性加工というのは、金属がもつ塑性という特性を利用して成型を行う加工方法です。塑性とは、ある一定以上の圧力を加えて変形させ、ある一定以上になると元の形に戻らない（永久変形または塑性変形）という特性のことです。反対に、変形させても元に戻る性質のことを弾性と呼びます。

 

鍛造加工の種類

鍛造は、①熱間鍛造、②冷間鍛造、③温間鍛造という3つに分類することができます。

熱間鍛造には、

・金属材料の抵抗（変形抵抗）が小さい
・大型部品の鍛造が得意
というメリットが、

冷間鍛造には、

・切削加工に比べ歩留まりが高い（熱間鍛造にも共通）
・素材が常温のため寸法変化が小さいため、比較的精度が高い
・ニアネットシェイプ、ネットシェイプによるコストダウンやリードタイム短縮が可能

というメリットがそれぞれあります。

両者の中間に位置し、いいとこ取りをしたのが温間鍛造になります。

 

詳しくはこちらの記事をご覧ください。

>>熱間鍛造と冷間鍛造の違いとは？

 

鍛造と鋳造の違い

鋳造は、

・形状自由度が高い
・安価で量産できる
といったメリットがある反面、

・鋳巣（引け巣）や気泡により強度が低い部分ができる可能性があり、強度確保のため肉厚を厚くする必要がある
・内部応力が残るため、焼鈍しが必要
といったデメリットもあります。

鍛造が、鍛流線により高い強度を確保できるのに対し、鋳造ではひけ巣が発生し強度が低い部分ができる場合があるというデメリットがあります。

 

詳しくはこちらの記事をご覧ください。

>>鍛造と鋳造の違いとは？

 

切削加工と鍛造の違い

ミーリング加工・旋盤加工に代表される切削加工（機械加工）は、

• ❶形状自由度が高く、高精度・高品質が出せる
• ❷小中ロットであれば、コスト・納期面で優位

といった特長があり、複雑形状・難形状でも加工することができ、且つ1/100～1/1000台の高精度を出すことが可能です。

切削加工と鍛造の大きな違いは、①量産性、②形状自由度、③歩留まりの3点です。切削加工が、形状自由度が高く高精度が出せるものの歩留まりや量産性の面で劣るのに対し、鍛造では量産性・材料歩留まりがともに良好であるという違いがあります。

 

詳しくはこちらの記事をご覧ください。

>>切削加工と鍛造の違いとは？

 

鍛造とプレス加工の違い

プレス加工（英語：Stamping）とは、鍛造同様、主に金属の自動車部品や家電部品の量産に適した加工方法で、プレス機にセットしたプレス金型を使用してワークを目的の形状に成型します。プレス加工には、①順送プレス、②トランスファープレス、③単発プレス、④タンデムプレスなどの種類があります。

鍛造とプレス加工の違いは、①ワーク板厚②ワーク材質③加工後の歪抜きという3点に集約されます。

鍛造はビレットと呼ばれる肉厚の鋼材・鋼板を使用することが多いのに対し、プレス加工ではブランクと呼ばれる薄肉のワークを加工します。ワーク板厚の差異は金型にかかる負荷と関係が深いため、設計の際には注意が必要です。

 

詳しくはこちらの記事をご覧ください。

>>鍛造とプレス加工の違いとは？

 

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