プレス加工とは
プレス加工は、金属板（鋼板、アルミ、ステンレス、銅合金など）に大きな圧力を加え、金型（ダイ）とパンチで目的の形状に成形する加工方法です。切る（せん断）、曲げる、絞る、押し潰すといった加工を高速で繰り返せるため、量産部品の代表的な製造プロセスとして自動車・家電・電子機器・建材など幅広い分野で使われています。
特徴は、品質の再現性と生産性の高さです。条件と金型が安定すれば、同じ寸法・同じ形状を大量に作り続けられます。一方で、金型設計や材料選定、工程設計が不十分だと、割れ・しわ・反り・寸法ばらつきなどの不良が起きやすく、立ち上げ段階の作り込みが重要になります。
プレス加工の主な種類
プレス加工は大きく「せん断加工（切る）」と「塑性加工（変形させる）」に分かれます。製品形状によって工程を組み合わせるのが一般的です。
打抜き（ブランキング・ピアシング）
金属板から外形を切り抜いたり、穴を開けたりする加工です。外形を抜く場合はブランキング、穴を開ける場合はピアシングと呼ばれます。打抜きは高速量産に向く一方、バリやだれの管理が品質を左右します。
曲げ（ベンディング）
金属板をL字、コの字、箱形状などに曲げる加工です。材料は弾性で戻ろうとするため、スプリングバック（戻り）を見込んだ設計が欠かせません。曲げR、板厚、曲げ方向（圧延方向）も割れや寸法安定性に影響します。
絞り（深絞り）
金属板をカップ状・筒状・箱状に成形する加工です。しわ押さえ力、潤滑、金型Rなどの条件が重要で、条件が合わないとしわや破断が起きます。缶、ケース、シェル部品などに多用されます。
成形（コイニング、エンボス、バーリングなど）
局所的に押し潰して形状や機能を付与する加工です。エンボスで剛性を上げたり、バーリングで穴周りを立ち上げてねじ締結性を高めたりします。寸法精度や意匠性が求められる部品で活躍します。
順送プレスと単発プレス
- 順送プレス：材料を送りながら複数工程を連続で行い、最終工程で製品を完成させる方式。量産性が高い
- 単発プレス：工程ごとに型を変えて加工する方式。少量多品種や大型部品で採用されやすい
プレス加工の基本工程
- 材料選定：板厚、材質、表面処理、機械特性を用途に合わせて決める
- 工程設計：打抜き・曲げ・絞りなどの順序と組合せを決める
- 金型設計・製作：クリアランス、R、潤滑、スプリングバック対策などを盛り込む
- 試作・条件出し：プレス荷重、速度、潤滑、しわ押さえ力などを調整する
- 量産：材料供給、搬送、検査を含めて安定生産する
- 後工程：バリ取り、洗浄、表面処理、溶接、組立、測定などを行う
プレス加工のメリット
- 量産に強い：1ショット当たりの加工時間が短く、部品単価を下げやすい
- 再現性が高い：金型と条件が安定すれば品質が揃いやすい
- 材料歩留まりの設計余地がある：レイアウト最適化でスクラップを抑えられる
- 複合加工が可能：打抜きと曲げ、絞りと成形など、工程を組み合わせて一体化できる
- 薄板部品の軽量化に向く：強度と軽さを両立する設計（リブ、ビード）と相性が良い
プレス加工のデメリットと課題
- 金型コストがかかる：立ち上げ投資が必要で、少量生産では負担になりやすい
- 設計変更に弱い：形状変更が金型改造や作り直しにつながりやすい
- 不良が起きると影響が大きい：量産工程のため、条件ズレや型摩耗で不良が連続発生しやすい
- 材料特性に制約がある：高強度材は成形難度が上がり、割れやスプリングバック対策が必要
- 保全が重要：金型摩耗、かじり、潤滑不良が品質と稼働率に直結する
代表的な不良と対策の考え方
- バリ：クリアランス最適化、刃先管理、材料硬さのばらつき抑制
- 割れ・破断：R設計、工程分割、潤滑改善、材料方向の見直し
- しわ：しわ押さえ力、潤滑、金型面粗さ、ブランク形状の最適化
- 反り・ねじれ：工程順序、残留応力の分散、矯正工程の追加
- 寸法ばらつき：スプリングバック見込み、金型剛性、材料ロット管理、加工条件の監視
主な設備・周辺技術
- プレス機：メカプレス、サーボプレス、油圧プレスなど。成形内容で使い分ける
- 金型：順送型、トランスファー型、単発型など。量産規模と形状で選定
- 周辺装置：材料供給（コイルライン）、フィーダ、トランスファー、スクラップ搬送
- 品質管理：画像検査、荷重モニタ、寸法測定、金型状態監視
プレス加工の主な用途
- 自動車：ボディ部品、ブラケット、端子、シールド、補強部品
- 家電・電子機器：筐体、シャーシ、放熱板、機構部品
- 建築・設備：金具、補強材、カバー、ダクト部材
- 医療・精密：ケース、薄板部品、機構部品（用途に応じた材質・清浄管理が重要）
今後の動向
近年は高強度材や軽量材の採用が増え、成形性・スプリングバックへの対応がより重要になっています。また、サーボプレスによるモーション制御、金型内センシング、画像検査の高度化により、不良の予兆検知や条件最適化が進んでいます。さらに、材料の有効活用や省エネ、スクラップ削減といった環境面の要求も強く、工程最適化と品質安定を同時に実現する取り組みが加速しています。
まとめ
プレス加工は、金型とプレス機で金属板を切断・曲げ・絞り・成形し、量産部品を高い再現性で作れる加工方法です。自動車や家電などの主要産業を支える一方、金型投資や設計変更の難しさ、材料特性に起因する不良リスクもあります。
成功のポイントは、材料選定・工程設計・金型設計・条件管理・保全を一体で最適化することです。目的の品質とコストに合わせて方式を選び、量産で安定する仕組みを作ることで、プレス加工の強みを最大限に活かせます。
よくある質問（Q&A）
Q1. プレス加工はどんな製品に向いていますか？
薄板金属の量産部品に向いています。代表例は自動車のブラケットや端子、家電の筐体部品、建材金具などで、同一形状を大量に作るほどコストメリットが出やすくなります。
Q2. 順送プレスと単発プレスはどう使い分けますか？
順送プレスは連続加工で量産性が高く、中小部品の大量生産に向きます。単発プレスは工程ごとに加工するため、少量多品種や大型部品、工程が複雑で分割したい場合に選ばれやすいです。
Q3. プレス加工でバリが増える主な原因は何ですか？
金型刃先の摩耗、クリアランス不適合、材料硬さのばらつき、芯ズレなどが主因です。刃先管理とクリアランス設計、材料ロット管理、プレス条件の監視が有効です。
Q4. 絞り加工で割れやしわが出るのはなぜですか？
しわ押さえ力や潤滑条件、金型R、加工率が適切でないと、材料流れが乱れてしわや破断が起きます。工程分割、R最適化、潤滑改善、ブランク形状の調整などで改善します。
Q5. プレス加工のコストを下げるコツはありますか？
材料レイアウトの最適化でスクラップを減らす、工程集約で段取りと設備を減らす、金型寿命を延ばす保全設計を行うことが有効です。量産数と設計変更頻度に合わせた型方式の選定も重要です。
