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金属加工の世界！３種類の主要な「金属加工法」の違いと特徴

更新日：8月2日

こんにちは株式会社ヤマトライティング担当の脇水です。

金属加工と聞いて、皆さんはどんなイメージを持つでしょうか？

切削？溶接？鋳造？はたまた、鍛冶や鍛造、絞り加工という方もいるかもしれませんね。

今回はそんな歴史も深い金属加工について、ご紹介します！

6000年の歴史をもつ金属加工とは？

金属加工は、なんと今から6000年以上前、つまり縄文時代からある技術なのです！

人類が金属を加工するために用いられた、はじめての加工方法が

「鍛造（叩くことで形作る)」だったといわれています。

■鍛造のイメージ

初めは複雑な加工はできませんでしたが、

器や装飾品、武器などを作りだしたことを皮切りに

石器から金属へと道具が進化した人類は様々な恩恵を受けることができました。

金属加工方法3選【基本編】

1つ目｜「削る」

金属を削るための特別な機械、工具を用いて様々な形に加工します。

これらの工具は、大規模な量産品の物や、人の手によって手研ぎするものもあります。

刃物のできが良いと、削った面はとてもきれいな表面に仕上がります。

例：精密部品・包丁

2つ目｜「曲げる」

金属は固いですが、特別な機械を使って曲げることができます。

これによって、金属の形を変えたり、曲線を作ったりすることができます。

例：バネ・クリップ・自転車のフレーム

3つ目｜「溶かす」

金属は高温で溶かすことができ、液体状になります。

この液体金属を特別な型に流し込んで冷やすことで、新しい形の金属製品ができます。

例：キッチン用品（スプーン・お鍋）

応用編｜「溶かす」を利用して「溶接」ができます。

これは金属を高熱で溶かし、金属同士を接合する方法です。

非常に強固につなぎ合わせることができ、穴を埋めたり、補強したりできます。

例：部品の接着・

金属加工方法 3 選【製作編】

金属加工の世界1つ目｜「切削加工」

切削加工とは、切削用の工具を用い、金属を削り成形していく加工方法です。

工作機械によって行われ、中分類、小分類、細分類と用途によって約300種類もの様々な種類に分けられています。

その中でも...

金属加工『汎用機』

旋盤・ボール盤・中ぐり盤・フライス盤・研磨盤・歯切り盤など、人が直接操作を行い加工する工作機械

〇　メリット

プログラムを組まずに作れ、NC機械に比べ段取りが簡単。
工具類の交換だけで加工ができ治具制作や試作品、単品、小ロットに対応できる。

✖　デメリット

熟練の技術者が必要、高精度で複雑な加工が難しい、量産品に向いていないことが挙げられます。

金属加工『CNC機』

CNC旋盤・CNCボール盤・CNC中ぐり盤・CNCフライス盤・CNC研削盤・CNC歯車加工機・マシニングセンター・ターニングセンターなど、コンピュータ制御（CNCはComputer Numerical Controlの略語=数値制御）を行い加工する工作機械があります。

〇　メリット

高精度で複雑な加工を自動で製造できる。
精度が高くほぼ均一な製品ができる。
NCに多種類の加工段取りが組め、一台で複雑な製品を完成まで加工でき、量産品に向いている。

✖　デメリット

プログラミング技術が必要。
小ロットにかかる工具費、材料費、プログラミングなど、コスト、時間がかかる。

弊社（株式会社ヤマト）では『NC機』を用い、高精度で複雑な加工が出来る設備、人材が揃っています。デメリットである小ロット、短納期への対応も行なっています。

金属加工の世界2つ目｜「溶接加工」

溶接とは金属を文字どおり「溶かして接合する」加工方法のことです。今から100年以上前から使われている技術です。金属が融点に達すると溶解し、温度が下がると固まる性質を利用して接合する方法です。例えば鉄は約1500度、アルミは660度程度が融点となります。

現在でも多くの製作所で用いられており部品の接合や金属パーツを組み立てたりするうえで、接合する場合において必要とされている金属加工方法です。

「溶接加工」というと、マスクをつけ、バーナーのようなものを持ってバチバチ火花を飛ばしながら作業している様子を思い浮かべる方も多いかと思います。

実は、溶接加工の中にも「アーク溶接（放電）」「ガス溶接（火）」など、さらに細かい分類があり、この分類によっても使う機器が異なります。

これだけではありません！

簡単に溶接のメリット、デメリットを紹介いたします。

●溶接加工のメリット【金属の密着性が高く、強度がある】

高い強度の接合が可能
接合面の気密性が高い 　　
接合に部品や溶剤が必要なく手軽 　　
重量が増えず組立の手間も少ない 　　
接合できる形状の自由度が高い

溶接加工は、金属に熱を加えて溶かし、溶けた部分が冷えると固まる性質を利用した加工方法です。

金属同士をしっかり接合することができ、高い強度で仕上げることができます。

●溶接加工のデメリット【作業者の熟練度が顕著に表れること】

熱を加えることで、歪みや変形する場合がある
一旦接合をすると、基本的に外すことができない　　
母材を溶かすことで、母材にダメージを与える可能性がある

溶接加工の多くは、自動ではなく手作業で行います。

なので、作業者の熟練度によっては、理想の仕上がりや品質にならない場合があります。

金属加工の世界3つ目｜「鋳造（金型）加工」

鋳造（ちゅうぞう）とは、加工したい形の型を制作し、その型に溶かしたい金属を流し込んで成型する金属加工法です。

鋳造金型は、金属製の鋳型（いがた）を作り、その空洞部分に溶けた金属を流し込んで鋳物（いもの）を作る方法です。鋳型には、砂を固めて作った砂型、金属を削って作った金型、樹脂型や石膏型などがあります。鋳造で作ったものを鋳物（いもの）といいます。

鋳造法の種類の一部をご紹介

■■砂型鋳造法■■

鋳物砂で鋳型を成型した砂型（すながた）を使う鋳造法。

砂型を制作するには一般的に木型を使用する為、ロストワックスやダイカストと比べて安価で納期も短いのが特徴で、小ロット対応や大物対応が可能というメリットがあります。

■■生型鋳造法■■

鋳物砂を焼成（乾燥）せず、生のまま押し固めて砂型を成型して鋳造するので生型といわれています。

木製または金属製の上下対になった型枠を作成し、その枠に製品と同形状の原型（模型）と鋳物砂を入れて押し固め、原型を取り外して鋳型を作ります。

■■ガス硬化型鋳型■■

鋳砂にガスを注入し化学反応で硬貨させて鋳型と作る方法です。

水ガラスを混ぜた珪砂に炭酸ガスを注入し硬化させる炭酸ガス法、添加剤にフェノール樹脂やイソシアネート樹脂、アミンガスを用いるコールドボックス法などがあります。

■■金型鋳造法■■

金型を鋳型として成型する鋳造方法です。溶湯のみの重力で鋳造する金型重力鋳造法と、溶け湯を高圧・高速で注入するダイカスト鋳造法があります。

■■重力金型鋳造法■■

溶かした金属を金型に溶湯のみの重力で流し込む鋳造方法です。重力を利用するため、グラビリティ鋳造とも言われています。圧力をかけないため中子を利用して複雑な形状を作ることができます。

■■ダイカスト鋳造法■■

金型にアルミ合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅などの非鉄軽金属を溶かして圧力をかけて流し込む鋳造法です。

金型に高い圧力をかけて鋳造するので精度が良く鋳肌もきれいで大量生産が可能ですが、金型コストが非常に高く、選択できる素材に制限があります。

金属加工をする上で必要になってくる資格をご紹介

安全に、正確に行うにはこのようものが必要に・・・

ここでは金属加工をするうえで必要な資格や受験資格について紹介していきます。

まず金属加工を行う上で必要になる資格は

機械加工技能士
めっき技能士
溶接技能士・溶接管理技術者

の3つが主です。

まず初めに、受験資格についてです。

金属加工をするうえで必要な資格は中央職業能力開発協会（JAVADA）にて受講できます。

受験資格は以下の通りです。

	受験資格
特級	1級合格後5年以上の実務経験
1級	2級合格後2年以上の実務経験、3級合格後4年以上の実務経験または、7年以上の実務経験
2級	3級合格後0年以上の実務経験または、2年以上の実務経験
3級	平成25年以降より、6カ月に満たない場合も受験可能