精密な金属部品の製造において用いられる加工技術のひとつ「フォーミング加工」についてご存じでしょうか。
今回の記事では「フォーミング加工とは何か？」というテーマで、主な用途・活用分野をはじめ、プレス加工との違い、メリット・デメリットなどを解説します。
フォーミング加工の製品例を紹介しますので、ご興味がある方や依頼先をお探しの方はぜひご覧ください。
フォーミング加工とは？
フォーミング加工とは、金属の板材や線材を金型や専用のロールを使って曲げ・成形し、目的の形状に仕上げる加工技術です。特に薄板金属の成形や、小型・精密部品の量産に適しており、幅広い分野で活用されています。
フォーミング加工は、大きく「マルチフォーミング加工」と「ワイヤーフォーミング加工」に分けられます。
マルチフォーミング加工
複数の工具や金型を組み合わせて多方向から同時に成形を行う加工方法です。一度の工程で複雑な形状を成形できるため、高い生産効率と寸法精度を実現できる点が特徴です。
ワイヤーフォーミング加工
金属線材（ワイヤー）を専用の機械で曲げ・成形し、ばねやフック、クリップなどの部品を製造する加工方法です。細径から太径まで幅広い線径に対応でき、三次元的な複雑形状にも柔軟に対応できる点が大きな特徴です。
主な用途・活用分野
電子・電気部品
コネクタや端子、バネ部品など微細で精密な部品の製造に用いられています。スマートフォンや家電製品の内部部品など、高い寸法精度が求められる小型部品の量産にも適しています。
自動車分野
ブラケットやクリップ、センサー部品など車両内の多数の金属部品の製造に活用されています。軽量化と高強度を両立する部品の成形においても、フォーミング加工が用いられています。
建材・住宅設備分野
サッシや建材の金具、配管部品など、様々な成形部品の製造に採用されています。また、医療機器分野においても、精密な金属部品の製造手段として活用されています。
プレス加工との違い
プレス加工は、上下の金型で金属板を挟み込み、打ち抜き・絞り・曲げなどを行う加工方法です。一度のプレス動作で大きな面積を成形できるため、大型部品や平面的な形状の部品を大量生産するのに適しています。一方で、複雑な三次元形状の成形には複数工程が必要になる場合があります。
両者を比較すると、大型で比較的シンプルな形状の部品にはプレス加工が、小型・精密・複雑な断面形状の部品にはフォーミング加工が適しているといえます。用途や部品の形状に応じて、最適な加工方法を選択することが重要です。
フォーミング加工のメリット・デメリット
フォーミング加工を採用、依頼する際は、メリットだけでなくデメリットも正しく理解したうえで判断することが重要です。
メリット
材料のロスが少ない
フォーミング加工は材料を切断・除去するのではなく、塑性変形によって形状を作り出すため、材料のロスが少ない点が大きなメリットです。コイル状の材料を連続的に成形できる場合も多く、材料コストの削減につながります。素材を無駄なく活用できることは、コスト面だけでなく環境負荷の低減にも寄与します。
複雑な形状を高精度で量産できる
専用の金型やロールを使用することで、複雑な断面形状や精密な寸法が求められる部品を安定した品質で量産できます。一度金型を製作すれば同じ形状の部品を繰り返し高精度に成形できるため、量産時のコストパフォーマンスに優れています。
加工スピードが速い
ロールフォーミングなど連続成形が可能な手法では、材料を送りながら連続的に成形できるため、加工スピードが速く生産効率が高い点もメリットのひとつです。大量生産において短納期での対応が求められる場面でも効果的です
デメリット
素材によっては適さない
フォーミング加工はすべての金属素材に適しているわけではなく、延性・展性に乏しい素材や硬度の高い素材では、成形中に割れや亀裂が生じる可能性があります。使用する素材の特性を十分に考慮したうえで、加工方法を選定することが必要です。
スプリングバックへの対応が必要
金属材料は曲げ加工後に元の形状に戻ろうとする「スプリングバック」と呼ばれる現象が生じます。その影響を考慮した金型設計や加工条件の調整が必要となるため、高精度な寸法管理が求められる部品では設計・調整に手間がかかる場合があります。
設計変更への対応コストがかかる
一度製作した金型は特定の形状に特化しているため、設計変更が生じた場合には金型の修正や再製作が必要となり、追加コストが発生する可能性があります。製品設計の初期段階から加工方法を考慮した設計を行うことが重要です。
フォーミング加工の製品例
フォーミング加工のご依頼なら
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素材の選定から金型設計・量産まで一貫してサポートしておりますので、初めてフォーミング加工を採用する場合や、既存の加工先からの切り替えをお考えの場合もお気軽にご相談ください。
