金属加工
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金属加工とは、切断、曲げ、組み立てといった工程を経て金属構造物を製造することです。様々な原材料から機械、部品、構造物を製造する 付加価値[ 1 ]のあるプロセスです。
通常、製造工場は設計図面に基づいて仕事に入札し、契約が成立すれば製品を製造します。大規模な製造工場では、溶接、切断、成形、機械加工など、多様な付加価値プロセスを採用しています。
他の製造プロセスと同様に、人力と自動化の両方が一般的に利用されています。加工された製品は「製造」と呼ばれることもあり、この種の作業を専門とする工場は「ファブショップ」と呼ばれます。機械加工、金属打ち抜き加工、鍛造、鋳造といった他の一般的な金属加工の最終製品は、形状や機能が類似している場合もありますが、これらのプロセスは「製造」とは分類されません。
プロセス
- 切断は、鋸引き、[ 2 ] 、せん断、またはノミ（すべて手動および電動のバリエーションがあります）、手持ちトーチ（酸素燃料トーチやプラズマトーチなど）によるトーチ処理、および数値制御（CNC）カッター（レーザー、ミルビット、トーチ、またはウォータージェットを使用）によって行われます。[ 3 ]
- 曲げ加工は、ハンマー（手動または電動）による打撃、プレスブレーキ、チューブベンダーなどの工具を用いて行われます。現代の金属加工業者は、プレスブレーキを用いて金属板をコイン曲げまたはエアベンド加工し、成形します。CNC制御のバックゲージは、ハードストップを使用して切断部品の位置を調整し、曲げ線を特定の位置に配置します。
- 組立（部品の接合）は、溶接、接着剤による接合、リベット留め、ねじ留め、あるいは圧着接合による曲げ加工によって行われます。構造用鋼と板金が一般的な材料であり、切断された部品の接合には溶接ワイヤ、フラックス、および／または留め具が使用されます。
製造にはさまざまな金属加工の専門分野が含まれるか、または重複します。
- 板金加工工場と機械工場には重複する機能がありますが、一般的に板金加工工場は金属の準備と組み立て（前述の通り）に重点を置いています。機械工場は金属の切削加工を行いますが、主に工作機械による部品の加工に重点を置いています。中には、板金加工と機械加工の両方を行う企業もあります。
- 鍛冶屋の仕事は常に製作を含んでいますが、その用語が常に使用されてきたわけではありません。
- 溶接機で製造された製品は、溶接物とも呼ばれ、製造の一例です。
- ボイラー製造業者はもともとボイラーの製造を専門としていましたが、現在ではこの用語はより広い意味で使用されています。
- ミルライトはもともと製粉所や製材所の設置を専門としていましたが、現在では幅広い製造業務を行っています。
- 鉄工員（鉄骨組立工とも呼ばれる）も製造に従事します。彼らは、工場で製造され現場に搬入されるプレハブセグメントを扱うことが多いです。
原材料
標準的な金属加工材料は次のとおりです。
切断と焼却
原材料の切断には様々な工具が使用されます。最も一般的な切断方法はせん断です。
金属切断用の特殊なバンドソーは、均一な切断を可能にする硬化刃と送り機構を備えています。研磨カットオフソー（チョップソーとも呼ばれる）はマイターソーに似ていますが、鋼材を切断するための研磨ディスクを備えています。切断トーチを使用すれば、大きな鋼材をほとんど力を入れずに切断できます。
バーンテーブルは、CNC（コンピュータ制御）切断トーチで、通常は天然ガスを動力源とします。プラズマ切断テーブル、レーザー切断テーブル、ウォータージェットカッターも一般的です。鋼板をテーブルにセットし、プログラムに従って部品を切り出します。支持テーブルは、摩耗したら交換可能なバーのグリッドで構成されています。高級なバーンテーブルには、パンチとタップをカルーセル状に並べたCNCパンチ機能が搭載されている場合もあります。プラズマ切断やレーザー切断による構造用鋼の製造では、ロボットが切断ヘッドを切断材料の周囲に3次元的に移動させます。
形にする
成形は、材料を追加または除去することなく力を加えることによって、平らな板金を3D部品に変換します。 [ 4 ] [ 5 ]金属の初期形状を変えるのに十分な力が必要です。成形はパンチやダイなどの工具で制御できます。機械は力の大きさと方向を調整できます。機械による成形では、成形と溶接を組み合わせて、長い加工シート（例：排水用の線形格子）を製造できます。[ 6 ]ほとんどの金属材料は、少なくともある程度の延性があり、ひび割れや破損を起こさずにかなりの永久変形が可能であるため、これらの技術に特に適しています。[ 7 ]
機械とツールを適切に設計および使用すると、宝飾品、航空宇宙、自動車、建設、土木、建築など、さまざまな業界向けの製品を作成するために使用できる繰り返し可能なフォームが作成されます。
機械加工
機械加工とは、金属の塊から材料を削り取り、所望の形状に加工する専門的な技術です。ファブショップには通常、金属旋盤、フライス盤、ドリル、その他のポータブル加工工具を用いた機械加工設備が備わっています。ギア、ボルト、ネジ、ナットといった固体部品のほとんどが機械加工されます。
溶接
溶接は鉄鋼製造の中心です。[ 8 ]成形・機械加工された部品は組み立てられ、仮溶接され、その後、精度が再検査されます。複数の溶接部品が注文された場合は、溶接治具を使用して部品を位置決めします。その後、溶接工は、詳細な溶接の場合は設計図に従って、詳細が指定されていない場合は自身の経験と判断に基づいて作業を完了します。
熱による溶接部の反りを防止または修正するには、特別な対策が必要になる場合があります。具体的には、溶接回数を減らすための部品の再設計、千鳥溶接の採用、頑丈な治具の使用、溶接部を冷却中に砂で覆うこと、溶接後の矯正などが含まれます。
反りのある鋼溶接部の矯正は、酸素アセチレントーチを用いて行われます。この高度に特殊な作業では、鋼材にゆっくりとした直線的なスイープで熱を集中的に照射し、冷却時にスイープの方向に鋼材を収縮させます。熟練した溶接工であれば、この方法で大きな反りを取り除くことができます。
鋼製溶接部は、残留応力を緩和するために低温炉で焼鈍処理されることがあります。特にエンジンブロックなどの溶接部は、熱処理後にラインボア加工されることがあります。
溶接部が冷却した後、通常は継ぎ目部分を研磨し、サンドブラスト、下塗り、塗装を施します。その後、追加の加工を行い、完成品を検査して出荷します。
専門分野
多くの加工工場では、次のような特殊なプロセスを提供しています。
参照
参考文献
- ^ 「付加価値プロセスステップと非付加価値プロセスステップ | ASUでのサービス」 2019年3月27日。2019年3月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「マサチューセッツ州パーマーのラスボーンによる精密カットオフサービス」 www.rathboneprofiles.com . 2018年8月28日閲覧。
- ^ 「プラズマ切断機」。2019年3月17日（日）
- ^ 「金属加工用語集 - 成形」 thefabricator.com （定義） . 2017年7月20日閲覧。
- ^ランゲ、カート（1995年）『金属成形ハンドブック（第1版）』ミシガン州ディアボーン：製造技術者協会、p. 2.1、ISBN 0872634574. OCLC 802867641 .
- ^ 「Linear Surface Water Drainage」 paigestainless.com.au （フォトギャラリー） . 2016年2月20日閲覧。
- ^ 「製造とは何か？成形工程を説明する」 www.mechanicalsite.com . 2022年8月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年7月31日閲覧。
- ^ 「鉄骨加工とは？」staraluminiumscaffolds.com.au . 2021年11月12日閲覧。
