ベンダー加工とは？曲げ加工の仕組みと金型の種類をわかりやすく解説

ベンダー加工とは？

ベンダー加工とは、板金加工における「曲げ」工程のことを指し、金属板を所定の角度に正確に折り曲げる加工方法です。主に「プレスブレーキ」と呼ばれる専用の機械を使い、上型（パンチ）と下型（ダイ）の金型によって圧力をかけることで金属を曲げます。簡単に言えば、金属の折り曲げ職人とも言える重要な工程です。

近年では、NC（数値制御）やCNCによる自動化されたベンダー加工機が主流となり、高精度かつ効率的な加工が可能になっています。金属製品の製造において、切断加工と並ぶ基本的な加工技術として、さまざまな産業で活用されています。

なぜ板金加工に「曲げ」が必要なのか？

板金加工では、金属を「切る・抜く・曲げる・接合する」という一連の流れがあります。その中で「曲げ」は、立体形状を作るうえで不可欠な工程です。

曲げ加工の重要性

• 立体形状の形成: 平らな金属板から立体的な製品を作り出すために必須
• 強度の向上: 適切な曲げ加工により、製品の剛性と強度が大幅に向上
• 省材料: 一枚の板から複雑な形状を作ることで、溶接などの接合工程や材料の無駄を減らせる
• 美観性: 溶接などの接合痕がない美しい仕上がりが可能

例えば、家電製品の外装カバーや制御盤の筐体、オフィス家具、自動車部品など、私たちの身の回りにある多くの金属製品には必ずといっていいほど曲げ加工が施されています。寸法精度はもちろん、角度やバリの有無など品質面でも非常に繊細な技術が求められます。

ベンダー加工の基本的な流れ

ベンダー加工は以下のような手順で行われます：

加工図面の確認

曲げ角度や位置、曲げ順序などをチェックします。複数の曲げがある場合は、加工順序が非常に重要です。

金型の選定とセット

曲げ幅（内側寸法）や素材厚み、材質に応じた金型を選び、機械にセットします。金型の選定は加工精度に直結する重要なステップです。

機械のセットアップ

• 金型取り付け: 上型（パンチ）と下型（ダイ）を機械に取り付けます
• ストロークの設定: 上型の下降量を調整し、適切な曲げ角度を設定
• バックゲージ調整: 曲げ位置を正確に合わせるための調整を行います

曲げ加工の実行

位置決めした板材に上型が下降して圧力をかけ、素材を曲げます。角度が大きすぎたり小さすぎたりするとやり直しが必要になるため、初回は試し曲げを行うことも多いです。

仕上がり確認

• 寸法測定: 各部の寸法を測定
• 角度確認: 角度計などで曲げ角度を確認
• 平行度チェック: 複数の曲げがある場合、平行度を確認

ベンダー加工の理論と計算

曲げの基本原理

ベンダー加工では、金属に塑性変形を起こさせることで永久的な曲げ形状を作り出します。この際に外側は引張応力、内側は圧縮応力が働き、その境界に「中立線」と呼ばれる領域が生じます。

重要な計算要素

K値（スプリングバック係数）

金属材料には弾性があるため、加工後に若干元の形状に戻ろうとする「スプリングバック」現象が起こります。このスプリングバック量を予測し、あらかじめ多めに曲げておく必要があります。

材料によるK値の違い

• アルミニウム: 0.99前後
• 軟鋼（鉄）: 0.97前後
• ステンレス: 0.95前後

曲げ半径と板厚の関係

一般的に、最小曲げ半径は板厚の0.5倍～2倍が目安とされます。これより小さい曲げ半径では素材にクラックが入るリスクが高まります。

曲げ展開寸法

平板から立体形状を作る際に必要な材料の寸法を「展開寸法」と呼びます。正確な展開寸法を計算するには、材料の板厚、曲げ半径、中立線の位置などを考慮する必要があります。

使用される金型の種類と特徴

ベンダー加工で使用する金型は、上型（パンチ）と下型（ダイ）のセットで、形状に応じてさまざまな種類があります。

上型（パンチ）の種類

• 標準型: 最も一般的な形状で、先端が90度や88度になっているタイプ
• グースネック型: 段差のある部品や複雑な形状の加工に使用
• 特殊型: 特定の形状を効率的に曲げるための専用形状

下型（ダイ）の種類

• Vダイ: もっとも一般的な下型。板材をV字に折り曲げることができます。角度やサイズごとに多くのバリエーションがあり、汎用性が高いのが特徴です。V幅（溝の幅）は通常、板厚の6～8倍が目安とされます。
• Uダイ: 丸みを帯びた曲げが必要な場合に使用します。特にデザイン性や安全性が求められる製品に使われます。
• 段付き型: 複数の段差を持つ製品の加工に使用されます。
• 特殊型: 特定の形状に対応するためのカスタム金型です。

金型選びのポイント

• 材質: 高炭素鋼、工具鋼、超硬合金など用途に応じて選択
• 耐久性: 使用頻度や加工材質に応じた耐久性の考慮
• 精度: 要求される製品精度に合わせた金型選定
• コスト: 汎用品か特注品かによるコスト差の検討

バックゲージの役割とは？

加工位置の正確さを支えるのが「バックゲージ」です。これは、板材の位置決めを行うための装置で、微妙なズレも調整できるため、繰り返し同じ精度で曲げることが可能になります。

バックゲージの機能

• 位置決め: 曲げ位置の正確な設定
• 繰り返し精度: 同じ位置での連続加工が可能
• 多軸制御: 現代のCNCベンダーでは、X軸（前後）、Y軸（上下）、Z軸（左右）など複数軸での位置決めが可能

特に大量生産ではバックゲージの精度が加工効率に直結します。最新のNCベンダーでは、プログラムによってバックゲージの位置を自動調整し、複雑な形状でも効率的に加工できるようになっています。

加工できる素材とその注意点

ベンダー加工では、さまざまな金属板材が使用されます。代表的な素材と注意点は以下の通りです

一般的な加工素材

材料厚みと加工限界

一般的なプレスブレーキの加工能力は、以下の範囲が目安です

• 薄板: 0.5mm～3mm（最も一般的な加工範囲）
• 中厚板: 3mm～6mm
• 厚板: 6mm～12mm（大型のプレスブレーキが必要）

素材や厚みによって適切な金型選定や機械の能力が変わってくるため、事前の検討が重要です。

ベンダー加工のメリット・デメリット

メリット

• 高精度な曲げが可能: 0.1mm単位の精度管理が可能
• 多品種小ロットにも対応しやすい: 金型交換で様々な形状に対応
• 加工速度が速い: 熟練オペレーターなら1時間に数百個の部品を加工可能
• 設備投資が比較的少ない: 他の板金加工方法に比べて導入コストが低め
• 後加工が少ない: 一度の工程で正確な形状を作れるため、手直しが少ない

デメリット

• 角度や素材によっては金型交換が多くなる: 段取り替え時間の増加
• 操作ミスによる不良発生のリスク: 熟練の技術が必要
• 複雑な三次元形状には不向き: 基本的に直線的な曲げに限定される
• 大量生産には非効率な場合も: 同一形状の大量生産ではプレス金型の方が効率的なケースも

他の曲げ加工との違い

板金の曲げ加工にはベンダー加工以外にもいくつかの方法があります。それぞれの特徴を比較してみましょう。

ベンダー加工はこの中でも最も汎用性が高く、手動調整の自由度が高い加工方法です。特に、多品種少量生産や、箱型形状の筐体などの製造に適しています。

ベンダー加工の最新技術と進化

ベンダー加工技術は、デジタル化と自動化の波を受けて進化を続けています。

最新技術のトレンド

• 3Dシミュレーション: 加工前に曲げ順序や干渉チェックをコンピュータ上でシミュレーション
• 自動プログラミング: CADデータから最適な曲げ順序や金型選定を自動的に計算
• IoT対応: 稼働状況や加工データをリアルタイムで収集・分析
• ロボット連携: 材料の投入や取り出しをロボットが自動化
• レーザー測定システム: 角度を自動測定し、リアルタイムで補正

自動化による効率アップ

最新のCNCベンダーでは、プログラム化された加工条件に基づいて自動で金型選定や位置決め、角度調整を行うことができ、オペレーターの技術差による品質のばらつきを抑えられるメリットがあります。

まとめ：ベンダー加工は製造現場の要

ベンダー加工は、板金部品の形を決める「最終的な仕上げ工程」とも言える重要な役割を担っています。平面から立体への変化を生み出すこの工程は、製品の機能性だけでなく、見た目の美しさにも大きく影響します。

シンプルな動作のように見えて、実は「図面の理解」「金型の知識」「素材特性の把握」「繊細な調整力」など、熟練した職人技が光る工程です。最新の自動化技術と職人の経験が融合することで、より高品質な製品製造が可能になっています。

多くの工業製品の中に隠れたベンダー加工の技術。私たちの日常生活を支える製造現場の根幹を担うこの技術の世界を、ぜひあなたの知識の一つに加えてみてください。