金属塑性加工の基礎と変形挙動・欠陥や成形不良発生メカニズムおよび品質向上のポイント

塑性加工は、産業界において製品の製造に広く用いられている。塑性加工は、歩留まりや生産性が高く、製品の性質を改善できるなどの長所を有している。一方、残留応力、表面あれ、くびれ、破断、座屈、しわなどが発生することがある。 　本講義では、塑性加工において考慮すべき材料の基礎的な性質、産業界において塑性加工を利用するために必要となる基礎的な力学に加えて、圧延、鍛造、押出し、プレス成形、チューブフォーミングなどに関する加工法を概説する。事例を示しながら、塑性加工において生じる欠陥や成形不良に関して、メカニズム説明し、解決策を示す。 　さらに、講演者らが提案する新しい加工法を解説し、着眼点を解説する。業務で直接は関係する加工、或いは、関係のない加工法であっても、改善や新たな発想につながる講義を目指す。

1. 塑性加工とは
   1. 塑性加工の特徴
   2. 材料の機械的性質と特性
2. 圧延
   1. 板圧延
      1. 厚板圧延
      2. 薄板圧延
   2. 棒線圧延
   3. 事例 : 新しい加工法 ツイスト圧延の提案
      • 発想
      • 解析による事前検証
      • 実験による実証
3. 鍛造
   1. 各種鍛造
      • 自由鍛造
      • 型鍛造
      • 回転鍛造
      • 圧印
   2. 事例 : 圧造内部割れ
      • 直感と実際の現象は異なることがある
      • 数値解析の有効利用
   3. 事例 : 微小部材の面内曲げ
      • あえて工具を固定しない浮動工具
4. 押出し
   1. 各種押出し
      • 前方押出し
      • 後方押出し
      • ユジーン・セジュルネ法
   2. 衝撃押出し
   3. 事例 : 変肉厚管の押出し成形
      • 押出しではダイ出口での形状が凍結される
5. 塑性加工の理論
   1. 真応力と真ひずみ
   2. 降伏条件
   3. 体積一定則
   4. 変形を支配する偏差応力
6. 引抜き
   1. 各種引抜き
      • 棒・線の引抜き
      • 管の引抜き
   2. 引抜き荷重
   3. 事例 : 引抜き残留応力の抑制
7. プレス加工
   1. 各種プレス加工
      • 剪断加工
      • 板曲げ加工
      • 深絞り加工
   2. 事例 : レーザ加工した板曲げ加工時の反り抑制
      • 内部応力均一化による成形精度向上
8. チューブフォーミング
   1. 各種チューブフォーミング
      • ハイドロフォーミング
      • 曲げ加工
      • スピニング
   2. 事例 : 逃げありダイスによる回転成形
      • 引張応力と圧縮応力の中間を狙った成形限界と生産性の両立
   3. 事例 : 剪断曲げ加工
      • 応力の重ね合わせによる純剪断状態の実現
   4. 事例 : 原子力鋼管の曲げ加工
      • 変形部位を集中して安定曲げ加工の実現
• 質疑応答