アルミ材の曲げ加工は技術が必要！加工方法の種類や加工事例を紹介

アルミ材は加工しやすい金属材料としてよく知られています。

加工のしやすさから曲げるのも簡単と思われがちですが、アルミ材の曲げ加工は技術的な要求が大きいのが実情です。

この記事では、アルミ材の曲げ加工の種類と特徴を紹介します。

加工に高度な技術が求められる理由も解説するので参考にしてください。

アルミ材の特徴

アルミ材は硬度が低いため、加工しやすい金属材料として有名です。

ただ、アルミ材がよく用いられているのには他にも様々な理由があります。

まずはアルミニウムの基本的な特徴を確認しておきましょう。

軽量

アルミ材は汎用可能で軽量な金属素材として多くの産業で使われています。

アルミニウムは、周期表では第3周期にある13族の元素です。

アルミニウムの原子量は26.98で、これは鉄の原子量55.85のほぼ半分です。

アルミニウムよりも軽いリチウムなどの金属もありますが、アルミニウムと比べると高価なので加工材料として汎用には向いていません。

高熱伝導率

アルミニウムは、熱伝導率が鉄よりも3倍くらい高い金属です。

優れた熱伝導率によって、加熱や冷却をする製品の製造に適しているので多用されています。

エアコンや調理器具といった家電や、放熱のためのヒートシンクなどに広く使用されている金属材料です。

高電気伝導率

アルミニウムは、電気伝導率が高いという性質があります。

アルミニウムの電気伝導率は59.5 S/mで、鉄の17.5S/mに比べると3倍以上です。

金や銀などの貴金属に比べると劣りますが、安価な金属の中では高い電気伝導率があります。

エネルギーロスが低いため、電気電子工業で汎用されています。

高耐食性

アルミニウムは、腐食しにくい性質があります。

アルミニウムは電気陰性度が小さい金属なので、空気中では容易に酸化されます。

しかし、その際に保護膜としての機能を果たす酸化被膜がアルミ材の表面に形成されるため、内部が保護されます。

アルミニウムには耐食性があるので、建材などの寿命を求められる製品にも用いられています。

アルミ材の曲げ加工の種類と特徴

アルミ材の曲げ加工では、3種類の方法が一般的に用いられています。

ここでは3種類のアルミ材の曲げ加工方法について紹介します。

ロール曲げ

ロール曲げは、アルミ材を複数のローラーの回転力で曲げる加工方法です。

この方法の特徴は、ローラーの組み合わせによって材料を自由に曲げることができる点にあります。

また、連続的な加工が可能であるため大量生産に適しています。

しかし、板厚が厚くなると曲げることが難しくなることがあるため、主に薄いアルミ製品の製造に向いています。

プレス曲げ

プレス曲げは金型にアルミ材を固定して、圧力をかけることにより曲げる加工方法です。

加工に使用する金型の形状や、圧力のかけ方によってさまざまな形状に曲げられます。

プレス曲げは金型を精密に設計することで、再現性と品質の高い曲げ加工ができます。

曲げ方の多様性も高く、L曲げのようにまっすぐに曲げるだけでなく、R曲げやO曲げのように湾曲させるといったことも可能です。

ベンダー曲げ

ベンダー曲げは、ダイとパンチの2つの金型によって挟み込むことで加工する方法です。

広義ではプレス曲げの一種で、金型の形状や圧力のかけ方によって多様な形状に曲げられます。

ベンダー曲げは主にV曲げで用いられ、V曲げを組み合わせることで複雑な曲げ方も実現できます。

アルミ材の曲げ加工に技術が必要な理由

アルミ材は加工性が良いと言われていますが、曲げ加工では高度な技術が必要です。

なぜアルミ材は曲げ加工が難しいのかを詳しく見ていきましょう。

スプリングバックの問題

アルミニウムは弾性が高く、圧力を加えると元の状態に戻ろうとする性質があります。

この現象をスプリングバックと呼びます。

アルミ材を曲げるときには、このスプリングバックを考慮して、加工の角度や力を精密に調整する必要があります。

曲げ角度を実際の目標よりも過剰に設定することで、スプリングバック後の形状が意図した通りになるように計画することが一般的です。

割れが発生しやすい

アルミニウムは、特定の条件下では割れやすいことがあります。

特に冷間加工するときや、適切な加工技術が用いられていない場合に割れやすくなります。

適切な加工条件、特に曲げ半径や加工速度を選ぶことで割れを防ぐことができます。

アルミ材を曲げ加工する際には、材料の厚さや合金の種類を考慮し、割れを防ぐための適切な方法を選ぶ必要があります。

まとめ

アルミ材の曲げ加工ではロール曲げ、プレス曲げ、ベンダー曲げが用いられています。

アルミニウムは軟らかくて加工しやすい金属材料と言われていますが、切削加工はしやすくても、曲げ加工には技術が必要です。

弊社は曲げ加工のプロとしてどのような金属材料にも対応できますので、アルミ材の曲げ加工が必要なときには気軽にご相談ください。