ヘラ絞りとは、円形の金属板を回転させながら、ヘラと呼ばれる工具を押し当てて、円筒形・円錐形・半球形・皿形状などに成形する加工方法です。

「スピニング加工」「へら絞り加工」とも呼ばれ、旋盤のように材料を回転させながら塑性変形させる点が特徴です。切削のように材料を削るのではなく、金属板を押し伸ばして形を作ります。

照明器具、鍋、容器、カバー、ダクト、タンク部品、ロケット・航空関連部品、医療機器部品、産業機械カバーなど、回転対称形状の部品に多く使われます。

■ヘラ絞りの仕組み

ヘラ絞りでは、まず円形に切り出した板材を、成形したい形状の型に押し付けながら回転させます。そこへヘラ工具やローラーを当て、少しずつ材料を型に沿わせて変形させます。

加工は、職人が手作業でヘラを操作する方法と、NCスピニングマシンで数値制御する方法があります。手作業では熟練技術により微妙な力加減や形状調整が可能です。NC加工では、同じ形状を安定して繰り返し加工しやすくなります。

材料を一気に変形させるのではなく、複数回に分けて少しずつ押し込むことで、割れやしわを抑えながら成形します。

■ヘラ絞りの目的

ヘラ絞りの目的は、金型費を抑えながら、円形・円筒・円錐・曲面形状の金属部品を作ることです。

深絞りプレスでは専用金型が必要になるため、少量生産や試作では初期費用が高くなる場合があります。ヘラ絞りは比較的簡易な型で加工できるため、試作や小ロット、大型部品に向いています。

また、

◆溶接ではなく1枚の板材から一体成形できる場合があり、継ぎ目の少ない美しい形状を作りやすい点もメリットです。

■ヘラ絞りの主な用途

ヘラ絞りは、丸物部品や回転対称部品に多く使われます。

代表的な用途には、照明カバー、反射板、鍋、ボウル、金属容器、タンク鏡板、ホッパー、ダクト、ファンカバー、ノズル、パラボラ形状部品、医療機器カバー、航空宇宙部品などがあります。

特に、丸みのある外観、滑らかな曲面、継ぎ目の少ない形状が必要な部品に適しています。大型でプレス金型を作りにくい部品にも有効です。

■ヘラ絞りのメリット

金型費を抑えやすい　　　　　　　　→　プレス加工のような高価な上下金型を必要としないため、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　試作や少量生産に適しています。

形状変更に比較的対応しやすい点　　→　型や加工条件を変更することで、試作段階の設計変更にも柔軟に

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　対応できます。

継ぎ目の少ない一体成形が可能　　　→　溶接部が少ないため、外観性、気密性、水密性、強度の面で有利にな

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　場合があります。

■ヘラ絞りのデメリット

ヘラ絞りのデメリットは、

回転対称形状に限られる　　　→　四角形や複雑な非対称形状には向きません。

加工に時間がかかる場合がある　→プレス加工のように1ショットで成形するのではなく、

　　　　　　　　　　　　　　　　工具を何度も当てながら少しずつ形を作るため、

　　　　　　　　　　　　　　　　大量生産ではプレス加工の方が有利な場合があります。

さらに、

◆手加工の場合は職人の技術に品質が左右されやすく、寸法ばらつきや表面状態の管理が重要になります。

■ヘラ絞りに適した材料

ヘラ絞りには、鉄、ステンレス、アルミ、銅、真鍮、チタンなどの板材が使用されます。

アルミ　　　　　：　軽く成形性が良いため、照明部品やカバー類に多く使われます。

ステンレス　　　：　耐食性に優れ、食品機械、医療機器、厨房用品などに適しています。

　　　　　　　　　　ただし、加工硬化しやすいため条件管理が重要です。

銅・真鍮　　　　：　装飾性や熱伝導性が求められる部品に使われます。

　　　　　　　　　　材料ごとに伸び、硬さ、割れやすさが異なるため、板厚や形状に応じた加工条件が

　　　　　　　　　　必要です。

■ヘラ絞りと深絞りの違い

ヘラ絞り　　　　：　材料を回転させながらヘラやローラーで少しずつ成形する加工です。

　　　　　　　　　　加工速度では劣る場合がありますが、金型費を抑えやすく、少量生産や試作、

　　　　　　　　　　大型丸物部品に向いています。

深絞り　　　　　：プレス機と金型を使って板材を一気に、または複数工程で押し込んで成形する加工です。

　　　　　　　　　大量生産に向いており、同じ形状を高速で安定して作れます。ただし、専用金型が必要です。

■ヘラ絞りで発生しやすい不良

ヘラ絞りで発生しやすい不良には、割れ、しわ、板厚減少、偏肉、傷、寸法ばらつきがあります。

割れ　　　→　材料を急激に伸ばしすぎた場合や、材料の伸びが不足している場合に発生します。

しわ　　　→　材料が余って圧縮される部分に発生しやすくなります。

工具の当て方

　　　・　　　　　→　表面に傷や押し跡が残ることがあります。

潤滑状態が悪い　　

◆外観部品では特に注意が必要です。

■ヘラ絞りの注意点

ヘラ絞りでは、材料の伸び、板厚、成形深さ、曲面R、潤滑、工具の当て方が重要です。

深い形状や急な曲面では、材料に大きな変形がかかるため、複数工程に分けて成形する必要があります。無理に一度で成形すると、割れやしわが発生しやすくなります。

また、成形中に板厚が変化するため、完成品の強度や寸法精度を考慮した設計が必要です。必要に応じて、トリミングや端面仕上げを行います。

■図面指示で注意すべきこと

図面では、外径、内径、高さ、板厚、曲面R、開口径、端部形状、表面品質、公差を明確に指定します。

ヘラ絞りでは、成形後に端部を切りそろえることが多いため、仕上げ寸法と許容範囲を明確にしておくことが重要です。

外観部品では、傷、押し跡、しわ、表面の波打ちの許容範囲も確認が必要です。食品・医療用途では、内面の仕上がりや洗浄性も重要になります。

■まとめ

ヘラ絞りは、回転させた金属板にヘラ工具やローラーを押し当て、円筒・円錐・半球・皿形状などを作る塑性加工です。

金型費を抑えやすく、試作、小ロット、大型丸物部品、形状変更が多い部品に適しています。継ぎ目の少ない滑らかな曲面を作れるため、外観性や気密性が求められる部品にも有効です。

一方で、基本的には回転対称形状向けであり、大量生産では深絞りプレスの方が有利な場合があります。高品質なヘラ絞りを行うには、材料選定、板厚、成形深さ、曲面R、潤滑、加工技術を総合的に管理することが重要です。