板金曲げ機の種類・プロセス・用途を徹底解説

曲げ加工対象は、薄板（シートメタル）、中空材（パイプ）、ある程度はソリッド材（ブロック）など多岐にわたります。線形部位の曲げ（シート曲げ時等）も可能です。曲げ加工ではワークに「曲げモーメント」と呼ばれる力が作用します。多くの場合、人間より正確かつ均一に力を制御できる専用機械を使用します。特に大型・硬質ワークでは必須です。DIN 8580における成形グループに属する多様な曲げプロセスがあり、専門家は「曲げ成形」とも呼びます。

弾性変形と塑性変形（弾性曲げと塑性曲げ）の違い

曲げ加工では、専門用語で「塑性（プラスチック）」と呼ばれる永久変形を狙います。しかし、加えられた力がすべて永久変形を生むわけではありません。ある程度までは材料が弾性変形のみを示します。力を開放するとワークは元の状態に戻ります。ワークが弾性変形から塑性変形へ移行する境界は、材質だけでなく強度にも依存します。永久変形を生じない最大応力を降伏点（イールドポイント）と呼びます。したがって、曲げ装置は降伏点を超える力を加える必要があります。分子レベルでは、金属材料は結晶構造を持つ金属原子で構成されます。この構造が降伏点を超えて変化し、金属粒子が規則正しく新しい位置を取ると、もとの位置へ容易に戻れなくなり、変形が持続します。一方、弾性変形では結晶構造の個々の分子が接近・離反し、加わった力を力学的エネルギーとして蓄え、外力開放時に放出して元の位置へ戻ります。つまり曲げが「失敗」した状態です。

曲げ加工可能な材料

曲げは金属に関連付けられがちですが、それだけではありません。産業界で関心を持たれる多様な材料があります：

• プラスチック
• 木材
• 鉄
• アルミニウム
• 銅
• 真鍮

曲げ加工で最も重要な2大合金は鋼とステンレス鋼です。鋼は主に鉄と炭素で構成されます。ステンレス鋼は高純度が特に重要で、チタン、クロム、ニッケル等が添加されます。曲げ・ヘミング加工では、鋼やステンレス鋼を板金形状で加工することが多く、板金曲げは最も一般的な曲げ作業の一つです。

板金曲げ機に求められるもの

板金やワークを曲げるには、対象金属を知る必要があります。全ての金属・合金は固有の降伏強度と引張強度を持ち、これが曲げ成否を左右します。これらデータはN/mm²単位で複雑な表にまとめられています。自前で試験せずに、特定強度の金属を曲げるのに必要な力を知りたい場合、これらの表を慎重に参照すべきです。データは精密な曲げ加工に極めて有用です。荷重能力は応力-ひずみ曲線でも表現可能です。科学者は標準試験片での引張試験等でデータを取得しますが、あくまで統計値です。曲げ加工時のワークは半製品（セミフィニッシュ）です。曲げ業者は様々な厚み・サイズの板金を曲げます。穴あき板等も含まれます。パイプも曲げ最適化可能な半製品です（配管は非線形に敷設されるため）。パイプ曲げの課題は、曲げ点で断面が円形から楕円へ変化することです。この効果は特定対策で軽減可能ですが、完全排除は不可能です。板金・パイプの他、形鋼、丸棒、ワイヤーも曲げ・折り曲げ可能です。

板金曲げ機の種類

板金曲げには機械がよく使用されます。産業現場では、折り曲げ（ベンディング/フォールディング）または回転曲げ（ピボッティング）が主流です。ロールベンディングも重要な役割を果たします。これら全てが機械を使用します。これが板金曲げ機の魅力です！

板金曲げで生成される一般的形状：単純な角度（0°〜360°全範囲可能）。直角（90°）と鋭角（0°〜90°）が特に多用されます。こうした曲げ板金は、コンピュータケースやヒューズボックス等の容器・箱型部品として機能します。様々な曲げ形状には専門名称があります：板端の90°角は「立ち継ぎ（スタンディングシーム）」と呼ばれます。適切な技術と工具で、円形や波形も板金に曲げ加工可能です。折り曲げに加え、フラanging（フランジ曲げ）も曲げに含まれます。板端を曲げて大幅な剛性向上を図り、複数板の接合を可能にします。フレアリング（拡管）も自動車産業・冷凍業界での着脱不可配管接続技術です。曲げパイプは航空、建設、食品産業等の配管システムで貴重なコンポーネントです。