塑性加工

この機械の工学的な最大の特徴は、対象物を中心に置き、周囲360度のあらゆる方向から複数の工具（スライド）を接近させ、順次あるいは同時に加工を加えるという、多軸協調制御による成形プロセスにあります。一方向からの加圧を基本とするプレス加工とは異なり、複雑な曲げ形状や巻き形状を、専用の金型（ダイセット）を組むことなく、標準的な工具の組み合わせと運動制御によって実現できる点が、フォーミングマシンの技術的な優位性です。

ヘラ絞りは、回転させた円盤状の金属板に、ヘラやローラーといった工具を押し当て、塑性変形させることで、継ぎ目のない中空の回転体形状を成形する金属加工法です。英語ではメタルスピニングと呼ばれます。この技術の工学的な本質は、プレス加工のように金型全体で一度に成形するのではなく、工具と素材の接触点という極めて局所的な領域に圧力を集中させ、その接触点を連続的に移動させることで、漸進的に全体を成形する点にあります。この点接触による逐次成形というプロセスこそが、ヘラ絞りが他の塑性加工法と一線を画す最大の特徴であり、小さな力で大きな変形を実現できる理由です。

バーリング加工は、主に薄い金属板に下穴と呼ばれる貫通穴をあけ、その穴の縁を塑性変形によって引き延ばし、円筒状のフランジ（襟）を成形するプレス加工法の一種です。この加工は、成形される形状から穴フランジ加工、あるいは材料が引き延ばされる様子から穴広げ加工とも呼ばれます。

加工硬化は、金属材料に、その弾性限度を超える力を加えて塑性変形させた際に、その金属が硬く、そして強くなる現象です。ひずみ硬化とも呼ばれます。身近な例では、針金を繰り返し曲げると、曲げた部分が次第に硬くなり、さらに曲げるのに大きな力が必要になる現象が加工硬化です。この現象は、金属を意図的に強化するための有効な手段として利用される一方で、プレス加工や引き抜き加工といった塑性加工の際には、加工を困難にする要因ともなります。

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。

引き抜き加工は、ダイスと呼ばれる、先端が絞られた形状の穴を持つ工具に、金属の棒や管、線といった素材を通し、その先端を引くことで、素材の断面積を減少させ、同時に長さを増加させる塑性加工法の一種です。この加工は、ほとんどの場合、材料を加熱しない冷間で行われます。その本質は、素材を後方から「押す」押出し加工とは対照的に、前方から「引く」という引張力を主な駆動力とする点にあります。この単純な原理により、引き抜き加工で製造された製品は、優れた寸法精度、美しい表面、そして加工硬化による高い強度という、多くの優れた特性を併せ持ちます。

バニシング加工は、ローラーやボールといった非常に硬く滑らかな工具を、工作物の表面に一定の圧力で押し付けながら転がすことで、表面を塑性変形させて平滑に仕上げる無切削の表面仕上げ加工です。その本質は、材料を「削り取る」のではなく、表面の微細な凹凸を押し潰して「均す」ことにあります。まるで、アイロンをかけて布のシワを伸ばすように、金属表面をミクロのレベルで平滑に圧延していく、極めて高度な加工技術です。

転造は、強力な圧力を加えて素材を塑性変形させることで、ねじや歯車などの形状を成形する金属加工法の一種です。最大の特徴は、切削のように材料を削り取って形を作るのではなく、粘土を押し潰して成形するように、材料を移動させて目的の形状を創り出す「無切削加工」である点です。

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。

圧延は、回転する一対のロール（ローラー）の間に金属材料を通し、圧縮力を加えることで厚さを減少させたり、断面形状を成形したりする金属の塑性加工法の一種です。パン生地を麺棒で薄く伸ばす様子を思い浮かべると、その基本的な原理が理解しやすいでしょう。圧延は、鉄鋼業をはじめとする金属産業において、板、条、形材、棒などを大量に生産するための基幹技術であり、その生産性と汎用性の高さから「金属加工の王様」とも呼ばれます。