ヘラ絞り
ヘラ絞り

へら絞りとは,回転する成形型に取り付けた金属板を、ローラやへらなどの工具で型に押し付けて成形する塑性加工の一手法です。
加工できる材質としてはアルミニウム・ステンレス・鋼などの一般的な金属材料はもちろん、チタン・モリブデン・インコネル・タンタルなどの難加工材も成形が可能で、金属を材料とするシェル状の製品の成形加工法として、身近な照明器具や調理器具などから、航空宇宙・半導体製造・原子力などの先端産業で用いられる部品の製造までは幅広く利用されています。
機械を用いたヘラ絞り加工(スピニング加工)もありますが、人力の手作業による加工が現在でも行われています。
先端に工具が付いた長い金属棒(へら棒)を構え、てこの
原理で工具を金属板に押し付け成型していきます。
作業者は金属の変形状態を注視し、手応えを体で感じ、金属が軋む音を聴いて、工具を押す力を加減しますが、熟練者になると、複雑な形状の製品もほぼ均一な厚さで成形することができます。
この人力によるへら絞りは、熟練した職人による高度なものづくりの技能の一つとして、近年のものづくりにおいてよりいっそう注目されています。

へら絞り(スピニング加工)による成形の原理
へら絞り加工のメリット
へら絞り加工(スピニング加工)は、金属の塑性加工法として古くから用いられており、
メリットとして
(1)金型がオス側1個だけで済むためにプレス加工と比べ金型に要するコストが少なくて済む
(2)切削加工と比べ材料の無駄が少ない(歩留まりが良い)
(3)加工に要する力が小さいため装置が小型で騒音・振動が少ない
などの点で優れています。
照明器具、調理器具、自動車、電気製品、化学プラント、圧力容器、航空宇宙、建築装飾などさまざまな部品の成形に用いられ、特に小ロットの多品種少量生産、単品の特注品や製品開発における試作などに威力を発揮する加工法です。
ヘラ絞り加工の原理
基本的な手絞りの様子

ワークは丸い板であり、一緒に回転する金型の同芯上にセットされるようにする為、ワークと金型を一緒に回転させながら手元で固定した棒で外周部を接触させて真ん中にセットする

大型の金型をセットし、食品機器用の銅製品を絞る様子
スピニング加工(自動ヘラ絞り加工)
人の手では絞り加工出来ない厚みの素材も、機械を使って成型する事ができます。
熟練の職人が機械にティーチングをし、機械にヘラ棒(ローラー)の動きを覚えさせる事で製品のバラつきを少なくし、高精度のヘラ絞り成型加工が実現できます。
板厚が厚いものや数量が多いもの、また形状や数量によって自動ヘラ絞り加工機を使って成型するものを選定していきます。
ヘラ絞り加工が使われる領域
・半導体製造装置 ・医療機器 ・食品機器 ・真空機器 ・産業機器 ・通信機器・理化学機器 ・航空機 ・飛翔体関連 ・美術品 他
切削加工では実現できない薄板の成型加工や、ガス、水、スラリー液、空気などが流れる関係から曲面形状が必須なもの、圧力がかかる形状のもの、溶接レスで一体成型じゃないと製品として担保できないものなど、ありとあらゆる場面にヘラ絞り成型加工は必要となっています。
へら絞り加工の特徴(軸対象の製品の加工)
長所
- プレス加工で不可能な複雑な形状も少ない工程で加工できる。
- 雄型1ケの為、プレス加工に比べて初期投資が安く出来る。
- 機械加工で困難な薄肉のパイプ形状の製作ができる。
- 必要な金型がプレスに比べて少ない為、試作品の立ち上がりが早い。
- ステンレスの深絞りによる応力割れが少ない。
- ヘラ絞り加工は材料を高速で回転させながら絞って整形していくので、均質な面が得られ、美しい曲線の仕上がりが可能である。
- 絞りの工程が入ることで、切削加工、機械加工と比較して強度が増す。(加工硬化する)
- 製品の軽量化ができる。
- 材料費の節約ができるのでコストダウンできる。
- 一体成形でないと信頼性を保てないものに適している。
ナガセのヘラ絞り加工
ヘラ絞り加工の老舗であるナガセではヘラ絞り加工を専門とした作業者が多数おり、年代も若い為高精度が要求される品物や少ロット多品種の生産も継続的に行う事ができます。
日本国外では自動ヘラ絞り加工機によるNCスピニング加工が一般的であり、そのため加工ローラーはNCにより位置制御され、力の感覚は持ちません。
従ってヘラ棒から伝わる圧力によって力を加減したり出来ないため、加工条件がバラつく素材や板厚をコントロールする必要がある加工には手絞りに頼らざるを得ない実情があります。
ナガセでは経験豊富なヘラ絞り作業者により、高品質なヘラ絞り成型品を安定的に長期にわたってお客様に供給する事ができます。

ナガセでは、ヘラ絞り加工をコア技術とし、ヘラ絞り加工を中心に板金溶接、3Dレーザ加工、バフ研磨など様々な技術とカスタマーサービスで対応してきました。
ヘラ絞り加工を中心とした金属加工において、各工程ごとのプロフェッショナルな総合力でより高品質・高付加価値な製品づくりに取り組んでいます。

対応可能なサイズ (SUS304Lの場合)
・~φ2590mm(ブランク材)
・~3.0mm(板厚)


対応可能なサイズ (SUS304Lの場合)
・~φ1500mm(ブランク材)
・~8.0mm(板厚)
ヘラ絞り加工品例
ステンレスパンチング材絞り
SUS304 φ 70×φ 157×80H
上部:カール+下部:フランジの一体成型品
パイプ材絞り(ネッキング)
製品事例
拝島駅前オブジェ
クジラの潮を模したオブジェをヘラ絞り加工・板金溶接・バフ研磨などを駆使して製作しました。 このように皆様の目に直接触れるようなアート、オブジェ、工芸品なども製作しております
イプシロンロケット
イプシロンロケットのフェアリング(先端)をヘラ絞りで加工しています。
フェアリングとはロケットの先っぽ部分についている“殻”のことで、空気との摩擦熱から衛星を守るためのカバーであり、非常に高度な品質基準が要求される部品です。燃焼器ケース
ナガセのヘラ絞り技術で硬質なニッケル合金も成型加工出来ます。 外面をバフ研磨で仕上げることでキズの除去も可能です。
車両用排気管
ヘラ絞り技術を使い、ステンレスの板からドーナツ型のパイプ形状にも加工できます。外面の溶接ビードを仕上げる(バフ研磨も可)事で溶接痕が分からない仕上がりも可能です。