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アルミの曲げ加工とは、アルミニウムの板や形材に圧力を加え、目的の形状に折り曲げる加工です。アルミは軽くて展延性が良く、金属の中でも曲げ加工がしやすい素材といえます。

 

一方で、アルミは加工後に角度が戻るスプリングバックが大きく、合金の種類や曲げる方向によっては割れが生じやすい金属でもあります。そのため、狙った寸法どおりに仕上げるには、材料の特性を踏まえた高い技術が必要です。

 

本記事では、アルミの曲げ加工の方法と種類、割れ・スプリングバックといった注意点とその対策、合金による曲げやすさの違いを解説します。

あわせて、株式会社新進が行ったアルミの曲げ加工の事例も紹介します。

 

 

アルミの曲げ加工とは

 

アルミの曲げ加工とは、アルミ板や形材を金型ではさんで圧力を加え、特定の形状に変化させる加工です。

曲げ加工は、プレスブレーキ（直線的な曲げを行うプレス機械）を使用するのが一般的で、金型の形やプレスの方向を変えることで、さまざまな形に加工できます。

 

アルミが曲げ加工に向いている理由としては、面心立体構造を持っている、ということです。

 

面心立体構造とは？

金属元素の結晶構造のひとつを指し、立方体の各頂点と6つの面の中心に原子が配列している構造のこと

 

面心立立体構造は、力が加えられると変形しやすい性質があります。そのため、鉄やステンレスと比べても展延性に優れているため、薄い板から複雑な形状まで加工しやすい金属なのです。

 

 

アルミの曲げ加工の主な方法

 

アルミの曲げ加工は、製品の形状に応じてさまざまな方法を使い分けます。代表的なものは以下のとおりです。

 

• ベンダー曲げ（プレス曲げ）
  金型とパンチで板をはさんで曲げる方法。金型を替えることで、V曲げ・L曲げ・U曲げ・Z曲げ・R曲げ・O曲げなど多様な形状に対応できる
• ロール曲げ
  回転する複数のロールに板を通し、円筒や曲面（アール形状）に曲げる方法
• ヘミング曲げ
  板の縁を180度折り返し、切り口を隠したり強度を高めたりする方法

 

板材だけでなく、アルミのパイプ・角パイプ・フラットバー・アングル材なども、それぞれに適した方法で曲げ加工を行う必要があります。どの方法が向いているかは、製品の形状や使用する合金によって変わります。

 

 

アルミの種類によって曲げやすさが変わる

 

アルミは添加する金属によって様々な合金に分類されており、それぞれで曲げやすさも大きく異なっています。代表的な分類は以下の通りです。

 

参考：図解入門 最新 金属の基本がわかる事典／おもしろサイエンス アルミの科学

 

一般的には、強度が高いアルミ合金ほど曲げ加工では割れやすくなります。航空機にも使用されるジュラルミンなどは、高い強度を持っている一方で、無理に小さく曲げると割れるケースが多いです。

 

また、同じ合金でも質別記号（調質の状態を表す記号）によっても曲げやすさは違います。焼きなましをした柔らかい材料は曲げやすく、加工硬化したものは曲げにくいため、用途に応じてアルミ合金を選ぶことも大切です。

 

 

アルミの曲げ加工で注意すべき3つのポイント

 

アルミは加工しやすい金属ですが、曲げ加工においては次の3点に注意が必要です。

 

 

 

割れ・しわが生じやすい

 

アルミは展延性が高い金属ですが、曲げ方によっては外側が割れ、内側にしわが生じることがあります。

割れを防ぐうえで重要なのが最小曲げ半径という考え方で、この半径よりも小さく曲げると、外側に大きな引張り力がかかり、亀裂や割れの原因になります。

 

引用：プレス加工が一番わかる（しくみ図解シリーズ69）

 

純アルミや軟質材は小さい半径で曲げられますが、硬いアルミ合金やジュラルミンは大きい半径でなければ難しいです。

加えて、割れは曲げる向きでも影響を受けます。板材には圧延方向があり、その方向と直角に曲げると割れにくくなります。

 

 

スプリングバックが大きい

 

アルミはスプリングバックが大きい金属とされています。

 

スプリングバックとは？

金属を曲げたあとに金型から外すと、弾性によって元に戻ろうとして角度が開いてしまう現象のこと

 

アルミでスプリングバックが大きくなるのは、変形のしにくさを表すヤング率が鉄の約3分の1と小さいためです。ヤング率が小さい金属ほど、弾性による戻りが大きくなるので、アルミは元に戻る量を計算したうえで加工しなければなりません。

 

 

表面に傷・かじりがつきやすい

 

アルミはとても柔らかい金属のため、曲げ加工をする際に使用する金型と擦れて、表面に傷やかじりがつきやすいです。

 

かじりとは？

高圧力や摩擦熱により、金属同士が溶着・癒着してしまう現象のこと

 

外観が重要なアルミ製品の場合は、金型の手入れや保護フィルムを使用するなどの対策が必要です。

 

 

アルミの曲げ加工の事例

 

株式会社新進では、アルミをはじめとしたさまざまな金属の曲げ加工を行っています。

合金の選定から、割れやスプリングバックを考慮した加工まで対応していますので、アルミの曲げ加工をご検討の方はお気軽にお問い合わせください。

 

株式会社新進で行ったアルミの曲げ加工の事例をいくつか紹介します。

 

▲アルミパイプをスプリングバックを考慮して曲げた事例

 

▲アルミをバネ形状に曲げた事例（正面）

 

▲アルミをバネ形状に曲げた事例（横）

 

以上です。株式会社新進では、大阪・九条の町職人300名以上と協力し、アルミをはじめとした金属加工をコーディネートしています。

試作品1個や小ロットでも受け付けていますので、お困りの際はお気軽に以下ページよりお問い合わせください。

 

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※当社は業者・企業様向けの金属加工サービスを提供しております。

※個人のお客様のご相談は現在承っておりませんので、ご了承ください。

 

 

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