金属加工

ワックスでできた型をセラミックで覆い焼き固めて鋳型を作るロストワックス精密鋳造法。寸法精度が鋳造部品では最も良く、鋳肌が優れており、機械的特性が圧延材とは異なり等方的であるため設計自由度が高いといったさまざまな利点があります。今回は、この鋳造法の金型製作から焼成までの作業工程について詳しくみていきましょう。

レーザー溶接の中で注目されるファイバーレーザー溶接。2018年に発表された三菱電機株式会社と多田電機株式会社によるスパッタがほとんど出ないファイバーレーザー溶接技術は、ファイバーレーザー溶接の完全実用化に道を開くと期待されています。後編では、どうやってスパッタを低減させたのか、成功の理由など、共同研究開発の現場に迫ります。

レーザー溶接の中で注目されるファイバーレーザー溶接は、レーザーの優れた光学特性、消費電力や導入コストの低さを活かし利用拡大が期待される一方で、スパッタ問題と呼ばれる溶融金属飛散の課題があります。三菱電機株式会社と多田電機株式会社は共同でこれを改善する技術を開発し、2018年に発表に至りました。両社にお話を伺うなかで、前編ではファイバーレーザー溶接の基本的な知識と開発に至るまでの背景をご紹介します。

レーザー発振が初めて観測されたのが1960年。レーザー技術の歴史は比較的短いものですが、紀元前から人類が積み上げてきた材料加工技術のなかでも既にレーザーは利用されています。ここでは、技術進展が著しいレーザー溶接の基礎知識とその応用方法について、代表的な3種類の加工用レーザー光源を中心にまとめました。

精密鋳造法の中でも最も広い用途に用いられているロストワックス精密鋳造法は、1930年代以降に工業用技術として確立されてから、航空機用ジェットエンジン用のタービンブレードなど多くの機械構造部品製造に利用されてきました。今回はその歴史に触れつつ用途や加工方法の特徴について解説します。

「精密鋳造法」は鋳造法の中でも寸法精度がよく、表面鋳肌が良好な鋳造法です。今回は精密鋳造法の分類と用途の紹介を行うなかで、恒久模型・消失鋳型に分類されるセラミック・モールド法、レプリキャスト法に加え、一般にロストワックス法とよばれる消失模型・消失鋳型に分類されるインベストメント鋳造法の３種類の精密鋳造法について比較を行います。

自動車軽量化が進むなか、パネル材料には鋼板に代わり、アルミニウム合金（以下、アルミ）も使用されています。自動車の衝突安全性を高めるためにパネル材料への複雑な構造付与が必要ですが、そこで注目される加工技術がアルミ板材を加熱して軟らかい状態で成形する「アルミホットスタンプ」です。今回は、適用範囲が広がるアルミホットスタンプに関する技術のメリット・デメリットから開発状況、将来の展望について取材しました。

高精度な試作品のスムーズな製作は、製品開発において競合優位に立つための重要な要素の一つです。今回は、アルミや鉄系材料の鋳造を中心とした加工技術を強みとする株式会社プロト（以下、プロト）の現場に潜入し、自動車をはじめとした様々なメーカーから主要部品の試作品製作を依頼される理由を探ってきました。

2019年6月19〜21日に北九州市にある西日本総合展示場新館で開催された西日本製造技術イノベーション2019。製造・産業技術、設計、設備保守などの先端・先進技術を紹介する、通算59回目の歴史あるものづくり系展示会です。ロボット・IoT分野の拠点化が進む北九州で独自のレーザー加工、電磁式動力伝達システムや試作サービス展示を行ったものづくり支援企業3社をご紹介します。

自動車部品に使われる、ギアケースやダクト。このような自由曲線の多く現れる複雑な形状の部品の製作には鋳造、なかでも「砂型鋳造」という加工方法が用いられています。特に量産前の試作品として、または小ロットの生産に向いている方法です。今回は砂型鋳造法に注目し、その分類や特徴だけでなく、鋳造される材料や用途までご紹介します。

私たちの身の回りには金属を用いた道具・機械・設備が多く使われています。これら金属を加工して製品形状を作る方法には、鍛造・プレス・切削・溶接および粉末冶金などがありますが、その中でも鍛造とともにもっとも古くから用いられた金属加工法が鋳造です。その鋳造についての基本を今回から数回にわたって解説していきます。

材料（ワーク）を溶融させず、同種・異種金属を高い強度で接合することが可能となる超音波複合振動技術を持つ株式会社LINK-US。大学の研究者が発明したというこの独自技術ははたしてどのようなものなのでしょうか。いままでの超音波接合技術との違いやその特徴を伺ってきました。

優良な加工業者と組むことで、製品加工のクオリティ向上のみならず、加工工程の円滑化や効率化、製品性能に寄与する加工品の設計改善まで期待することができるかもしれません。今回は、業界を牽引する中野鍛造所の神鍋工場を見学し、バリなし鍛造をはじめとする進化する熱間鍛造技術を目の当たりにしてきました。

近年AM（付加製造：Additive Manufacturing）と呼ばれる3Dプリンターを利用し製造される金属部品のなかには、金属粉末射出成形（MIM）向けの材料が使用されるものもあります。では、AMはMIMの領域を侵食するものなのでしょうか？　いえ、むしろMIMの市場が拡大するうえで共存共栄できるのです。最終回は、AMの現状とMIMとの違い、金属3Dプリンターによってお互いが共存できるモデルについてご紹介します。

金属3Dプリンティングという造形手法が確立されたことで、高機能金属材料に求められる耐食性、強度、加工性の3要素を並立する新たな金属材料開発が進んでいることをご存じでしょうか。今回は日立金属株式会社が実現した、超耐食Ni基合金MAT21(R)の金属粉末化とMAT21(R) 金属粉末を用いた金属積層造形について紹介します。

溶接は製品や建造物の組み上げの際に非常に重要な工程ですが、一方で完全な自動化が難しく器具の使用や設定、作業者の技量にその完成度が左右されてしまう工程です。溶接における欠陥は、溶接品を組み込んだ製品の安全性にも大きな影響を及ぼす可能性があります。ここでは、溶接品における欠陥の形状から種類を特定し、その主な原因と対応策を紹介します。

熱処理では表面欠陥や割れといった欠陥が発生しますが、鍛造や圧延の加工の際も熱処理が行われることから、熱処理に伴う欠陥は後工程にも大きな影響を及ぼします。こうした欠陥に対して製造現場では迅速な原因究明、対策が必要であり、すみやかに加熱環境や加熱方法を見直すことが大切です。ここでは、熱処理における欠陥の形状から種類を特定し、その主な原因と対応策を紹介します。

鍛造品・圧延材は、冷却時の体積収縮やガス巻込みによる欠陥が発生しにくい特徴がある一方で、材料選定・管理や加工処理が不適切だった場合に多岐にわたる欠陥が発生し得ます。こうした欠陥に対して製造現場では迅速な原因究明、対策が必要となります。ここでは、鍛造品・圧延材の欠陥の形状から種類を特定し、その主な原因と対応策を紹介します。

金属粉末射出成形（MIM）で用いられる材料は、30数年間かけて世界中で標準化活動が活発に行われ、信頼できる国際標準として確立されてきました。それは、材料規格として材料毎に機械的特性値が決められています。今回は、MIMの代表的な材料規格について解説するとともに、様々な機構部品に適したおすすめのMIM材料についてご紹介します。

製造する部品に最も適した金属加工方法を選定するには、加工品の形状、強度、寸法精度、生産数・・・さまざまな要件を検討することが必要です。今回は、鍛造加工を中心に、他の加工方法と比較を交えながら、押さえておくべき各種加工方法の特徴や考慮すべきポイントについてご説明します。