パイプ曲げとは？加工方法の種類を詳しく解説

パイプ曲げは、金属を管状に加工する手法です。

内部を物質を運ぶために通過させるパイプには、水道やガスの配管など多くの用途があります。

パイプを必要な形にするためには、パイプ曲げ加工が不可欠です。

この記事では、パイプ曲げの種類や特徴について解説します。

パイプ曲げとは

パイプ曲げとは、金属材料を管状にする曲げ加工です。

パイプの用途に合わせて適切な形状に曲げて成形します。

パイプ曲げをするパイプの種類

パイプ曲げをするパイプの種類は主に以下の2種類に分けられます。

・丸パイプ

・角パイプ

丸パイプは、パイプに角がない円形に加工されているパイプです。

垂直断面は正円形になるように成形されているものが一般的です。

角パイプは角がある形に成形されているパイプで、四角形の製品が多くなっています。

用途によっては四角形以外の多角形の形状にする場合もあります。

パイプ曲げを難しくする要素

パイプ曲げは、金属板の曲げ加工よりも高度な技術を求められます。

パイプ曲げが難しいのは複数のパラメーターを考慮して、適切な条件で加工する必要があるからです。

パイプ曲げでは少なくとも以下のパラメーターを考えて条件を検討します。

・素材

・厚み

・径

・長さ

素材や厚みを考慮する必要があるのは、他の曲げ加工の場合と同じですが、パイプの場合には径も考慮した設計も求められます。

厚みと径のバランスによって適切なプレスの圧力が異なります。

また、設備によってはパイプが長くて曲げ加工ができない場合もあります。

パイプ曲げはこのように多くのパラメーターを考えなければ適切な加工ができないため、技術的な要求が大きい曲げ加工といえます。

温度によるパイプ曲げ加工方法の種類

パイプ曲げでは加工温度の違いによって2種類の方法があります。

それぞれの加工方法の特徴を見ていきましょう。

冷間曲げ

冷間曲げは、温度が低い状態で圧力をかけて曲げるパイプ曲げで主流の方法です。

ベンダー加工では一ほとんどが冷間曲げを適用しています。

一般的に加工性の良い金属材料を使用しているときには、冷間曲げで対応できます。

熱間曲げ

熱間曲げは、金属材料を高温にした後に曲げる方法です。

金属材料は加熱することで、軟らかくなり変形しやすくなります。

熱間曲げは、硬度が高い金属や厚みのある材料でも曲げやすくなりますが、冷間曲げと比べて加工プロセスが増えコストも高くなりがちです。

曲げ方によるパイプ曲げ加工方法の種類

パイプ曲げは、曲げ方によってさまざまな加工方法があります。

ここでは代表的な加工方法の種類を紹介します。

圧縮曲げ方式

圧縮曲げ方式はパイプをクランプに取り付けて、ベンディング型に固定した後、プレッシャー型を押し付けて曲げる方法です。

パイプ曲げ加工方法の中でも簡便なのでよく用いられています。

圧縮曲げ方式は、コンプレッションベンディングとも呼ばれる方法です。

押し曲げ方式

押し曲げ方式はベンディング型にパイプを取り付けて、プレッシャー型によってパイプを支えながら、ベンディング型に圧力をかけることで曲げる方法です。

パイプ曲げの仕組みが単純で生産性が高いことが押し曲げ方式の特徴です。

押し曲げ方式はプレスベンディングとも呼ばれています。

ロール回転曲げ方式

ロール回転曲げ方式は3つのローラーを組み合わせるパイプ曲げで、ロール曲げやロールベンディングとも呼ばれる方法です。

中心のローラーに対して他の2つのローラーが逆回りをすることで圧力をかけます。

アーチ状や円形状にも曲げやすく、曲げＲの調整もしやすいのが特徴です。

引っ張り曲げ方式

引っ張り曲げ方式は、パイプを楕円形や放物線にする曲げ加工に適している方法です。

金属材料の両端をつかんで引っ張り力を加えながら、ベンディング型を押し付けることで曲げ加工をします。

ストレッチベンディングとも呼ばれるパイプ曲げ加工です。

回転引き曲げ方式

回転引き曲げ方式は回転式のベンディング型およびクランプ型と、スライド式のプレッシャー型を組み合わせて使用する工法です。

プレッシャー型によって押し付けられたパイプが、ベンディング型に沿って回転することで曲がっていきます。

ロータリードローベンディングとも呼ばれ、小さいＲ値でも曲げやすい方法として汎用性があります。

まとめ

パイプ曲げは、金属材料を管状にした丸パイプや角パイプに成型する加工方法です。

パイプ曲げには低い温度で加工する冷間曲げと、加熱して高温で成形する熱間曲げがあります。

パイプの加工方式にも複数の種類があり、それぞれの特性を考慮して適切な方法を選ぶことで精密なパイプ曲げができます。

パイプ曲げは素材の種類や厚みだけでなく、径や長さも考慮して加工する必要があるため、高度な技術が求められる曲げ加工です。

弊社ではパイプ曲げの加工経験が豊富にありますのでぜひご相談ください。