張出し加工とは？張出し加工の特徴と対向液圧成形・バルジ加工

　 　 　

張出し加工は、金属の板材を成形する「プレス加工」のひとつです。

板材に金型を押し込むことで、エンボス状に成形。
成形品には「つぎめ」がなく、 少ない工数で複雑な製品をつくることができ、 自動車のボディなど広い面の複雑成形に使われています。

この記事では、さまざまな「張出し加工」の種類を図解をもとに解説します。

張出し加工ってどんな加工？

張出し加工は、1枚の板材から「凹凸のある製品」をプレスする塑性加工です。

板材が膨らむように張り出るため厚さは薄くなり、板全面に均等な圧力がかかるため成形が安定します。

張出し加工：
底付のカップ、薄肉殻または薄肉筒の内部に分割パンチまたは空気、液体、ワックスや牛脂などの液体状材料、ゴムおよびエラストマ（高分子材料）などで作られたパンチによって、これらの壁部のバジル張出しまたはエクスパンディングを行なう作業。

引用元： AIDA ENGINEERING,LTD.「バルジ加工（張出し加工）bulging　」

加工には、加圧力の調整ができる「油圧式プレス」が使われます。

張出し加工の種類

張出し加工は、圧力のかけかたによってさまざまな種類に分けられます。

• 張出し加工
• 対向液圧成形
• バルジ加工（ハイドロフォーミング）
• エンボス加工

張出し加工

板材にパンチ（上型）を押しあてて「凹凸」を成形する、一般的な張出し加工です。
板材は「ブランクホルダー」で固定されており、パンチされた部分だけが張り出します。

複雑なカタチでは、ダイ（下型）を使いパンチを受けます。

対向液圧成形

対向液圧成形は、ダイ（下型）の代わりに「液圧」を使った張出し加工です。
ダイの内部に液体を充填し、水圧をリリーフ弁で制御しながらパンチを押しあてます。

全面に均等な液圧がかかるため材料の伸びが安定し、大きく成形することができます。

また板材とダイとの摩擦がないため、ワレやしわが発生しません。
ダイが不要なためコストが低く、複雑なカタチの成形にも向いています。

液体の注入や排出が必要なため、生産性は下がります。

バルジ加工（ハイドロフォーミング）

バルジ加工は、パンチ（上型）の代わりに「液圧」を使った張出し加工です。

金属を風船のように膨らませるため、「膨らまし加工」ともよばれ、液体の代わりにゴムを使った「ゴム圧式」もあります。

加工には「バルジ成型機」や「ハイドロフォーミングプレス」などの機械が使われます。

材料のカタチによってふたつに分類されます

• 板材を加工：シートハイドロフオーミング
• 管材を加工：チューブハイドロフオーミング

シートハイドロフオーミング（板材）

シートハイドロフオーミングは、「液圧」による圧力で成形するバルジ加工です。
板材を「ブランクホルダー」で固定し、内圧をかけて板材を膨らませます。

全面に均等な液圧がかかるため材料の伸びが安定し、大きく成形することが可能。
複雑なカタチでは、ダイ（下型）を使い液圧を受けます。

チューブハイドロフオーミング（管材）

チューブハイドロフオーミングは、「液圧」による圧力で成形するバルジ加工です。
パイプなどの管材を金型にセットし、内圧をかけて板材を膨らませます。

自動車のパイプ部品や継手をはじめ、建材や楽器など複雑なパイプの中空成形ができます。

エンボス加工

エンボス加工は、パンチ（上型）を押しあて「くぼみ」を成形する張出し加工です。

板材の一部に「凸」状のくぼみを付けることで、模様や装飾をつくります。
くぼみは、組立て時の目印や識別のための印としても使われます。

張出し加工とくらべ深さが浅く、厚みの変化が少ないのが特徴です。
車のナンバープレートなども、エンボス加工の一種です。

絞り加工との違い

張出し加工とよく似た加工に、「絞り加工」があります。
成形品が似ているため混同されやすいですが、それぞれに特徴があります。

絞り加工は、1枚の板材から「容器状の製品」をつくりだすプレス加工です。
板材が「ダイ」の内部に引き込まれるため、成形の前後で板厚が変わりません。

張出し加工とくらべ、より深いカタチに加工できます。
「張出し加工」と組み合わせ、自動車のドアやパネルなどの複雑部品を成形します。

張出し加工とは？まとめ

この記事では、さまざまな「張出し加工」の種類を図解をもとに解説しました。

張出し加工はさまざまなプレス加工に組み込まれている基本的な加工方法ですが、圧力の制御がむずかしく、金属の加工限界なども考慮して設計をする必要があります。

張出し加工の仕組みを知ることで、プレス加工の選定の参考になればうれしいです。