金型

機械加工の基礎：マシニングセンタ

マシニングセンタは、フライス削り、穴あけ、ねじ切り、中ぐりといった、複数の異なる切削加工の機能を一台に統合し、それらの工程をプログラムに基づいて全自動で行う、コンピュータ数値制御の工作機械です。その最大の特徴は、自動工具交換装置、すなわちATCを搭載している点にあります。このATCの存在により、マシニングセンタは、加工の途中で人間の介在を必要とせずに、ドリルやエンドミル、タップといった多種多様な工具を自動で交換し、複雑な形状の部品を、一度の段取り（ワンチャック）で、最初から最後まで一貫して加工し終えることができます。

加工学加工機械

機械加工の基礎：プレス加工

プレス加工は、対になった金型の間に、板状の金属材料（被加工材）を置き、プレス機械を用いて強大な力を加えることで、材料を金型の形状通りに塑性変形させる加工法です。スタンピングとも呼ばれます。その本質は、金型という「形状の母」を、被加工材という「素材」に、プレス機械という「力」で押し付け、その形状を極めて高い精度で、かつ、一瞬のうちに転写することにあります。この圧倒的な生産性の高さから、自動車のボディパネルや、家電製品の筐体、飲料缶、そしてスマートフォンの内部にある微細な電子部品に至るまで、私たちの身の回りにある、ほとんど全ての板金製品の大量生産を支える、根幹的な製造技術です。

機械加工の基礎：ダイカスト

ダイカストは、アルミニウムや亜鉛といった、融点の低い非鉄金属を溶かした溶湯を、金型と呼ばれる精密な鋼製の鋳型の中に、高圧かつ高速で射出して、鋳物を製造する鋳造法の一種です。ダイキャストとも呼ばれます。プラスチックの射出成形（インジェクションモールディング）の、金属版と考えると理解しやすいでしょう。この「高圧・高速で射出する」という原理により、ダイカストは、他の鋳造法では達成が困難な、極めて高い寸法精度、滑らかで美しい鋳肌、そして薄肉形状の成形を、驚異的な生産性で実現します。

表面処理の基礎：熱反応析出拡散法

熱反応析出拡散法は、金型や工具鋼の表面に、極めて硬い金属炭化物の層を形成させる、高度な熱化学的表面硬化処理の一種です。一般には、開発元に由来するTD処理という名称で広く知られています。この技術の本質は、高温の溶融塩の中で、母材である鋼材中の炭素と、溶融塩中に添加された炭化物形成元素を化学反応させ、硬質な炭化物層を鋼材表面に析出させると同時に、母材へと拡散させて一体化させる点にあります。めっきやコーティングのように単に表面に皮膜を「乗せる」のではなく、母材の成分を利用して表面自身を硬質なセラミックス層へと「変質」させるため、得られる皮膜は極めて密着性が高く、決して剥がれることがありません。

機械加工の基礎：鍛造

鍛造は、金属材料をハンマーやプレスで叩いたり、圧力を加えたりして塑性変形させ、目的の形状に成形する金属加工法です。古くから刀鍛冶が鉄を叩いて刀剣を作り上げてきたように、金属を叩くことで形を作るだけでなく、その内部組織を改善し、強度を向上させるという極めて重要な目的を持っています。

機械加工の基礎：粉末冶金

粉末冶金は、金属の粉を原料として、これを金型内で高圧で押し固め、融点以下の温度で焼き固めることで、目的の形状と特性を持つ製品を製造する金属加工法です。溶かして固める従来の鋳造や、削って形作る機械加工とは異なり、固体状態の粉末から直接、最終形状に近い製品を作り出すという大きな特徴を持っています。

機械加工の基礎：射出成型

射出成形は、熱可塑性樹脂を加熱して溶融させ、それを精密な金型の内部に高圧で射出し、冷却・固化させることで、目的の形状の製品を成形する加工法です。インジェクションモールディングとも呼ばれます。この技術の工学的な本質は、自動車の部品、電子機器の筐体、医療器具、日用品のキャップに至るまで、極めて複雑な三次元形状の製品を、高い寸法精度で、かつ、一回のサイクルが数秒から数十秒という驚異的な速度で大量生産できる点にあります。現代のものづくりにおいて、プラスチック製品の製造を支える最も中心的で、不可欠な基幹技術です。

コラム加工学

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