旋盤加工と切削加工の基本的な違いから、それぞれの特徴、適した材料、使用する工具まで徹底解説。金属加工業界での選択肢として、どちらの加工方法が自社の製品に適しているのでしょうか？
ドローベンチ 金属加工の基礎から最新技術活用まで
金属製造業における重要な加工機械であるドローベンチの基本原理から最新技術、活用方法まで詳しく解説します。あなたの工場でのドローベンチ導入や更新を検討する際に、どのような点に注目すべきでしょうか？
ドローベンチは、金属加工の中でも特に引き抜き加工と呼ばれる塑性加工において重要な役割を果たす機械です。100年以上の歴史を持つこの加工技術は、金属材料をダイスと呼ばれるテーパー状の金型に通して直線的に引き抜くことで、材料の断面積を減少させると同時に、形状精度や表面品質を向上させることができます。
金属加工業界では、材料の特性向上と高精度な寸法制御が常に求められており、ドローベンチはその両方を実現できる重要な設備として位置づけられています。特に最終製品の品質に直結する工程であるため、製造業において不可欠な存在となっています。
ドローベンチの歴史は古く、産業革命期から使われ始め、現在まで基本原理を保ちながら進化を続けてきました。その基本原理は非常にシンプルでありながら効果的です。まず、加工対象となる金属素材の先端を細くし、それをダイス（金型）に通します。次に、チャック（掴み具）で先端を固定し、チェーンやワイヤーで連結された駆動機構によって引っ張ります。
この引き抜き過程で、金属素材はダイスの内部形状に沿って変形し、断面積が減少します。この時、引き抜き方向に対して直角な断面の形状が保たれることが特徴です。引き抜き加工により、素材は加工硬化して強度が向上します。減面率（断面積の減少率）と硬度・強度には正の相関関係があり、一般的な減面率は15〜20%程度とされています。
ドローベンチの主要な構成要素は以下の通りです。
ドローベンチによる引き抜き加工は、他の金属加工法と比較して独自の特徴と利点を持っています。まず大きな特徴として、金属を引っ張る力のみを使用して加工するため、材料全体に均一な力が加わり、内部組織が引き伸ばされる方向に配向します。これにより、材料内部に形成される「メタルフローライン」が均一になり、製品の強度特性が向上します。
引き抜き加工の主な利点は以下の通りです。
さらに、引き抜き加工は熱処理を組み合わせることで、様々な硬度と強度を持つ製品を製造できる柔軟性も持っています。例えば、引き抜き後の材料を焼なましすることで、加工硬化による硬さを軽減し、再加工性を向上させることも可能です。
また、ショットピーニングと組み合わせることで、材料表面に圧縮残留応力を導入し、疲労強度を向上させる総合的な加工プロセスも実現できます。
現代の金属加工業界では、ドローベンチの技術も大きく進化しています。従来の機械式制御から電子制御への移行により、加工精度と再現性が飛躍的に向上しました。
最新のドローベンチ設備では、以下のような技術革新が見られます。
例えば日本伸管株式会社では、約35年ぶりに本社工場のドローベンチを更新し、基本設計を大幅に見直すことで寸法精度（外径寸法・真直度）を大幅に向上させています。また、年間を通じての再現性を高めるための新たな機能も搭載され、最大φ40mmまでの引き抜き加工が可能となっています。
このような技術革新により、従来のドローベンチでは達成できなかった高精度・高品質な製品製造が可能になってきています。特に光学用途や精密機械部品など、高い寸法精度が求められる分野での活用が広がっています。
金属の引き抜き加工機には、大きく分けて「ドローベンチ（抽伸機）」と「伸線機」の2種類があります。この2つは似た原理で動作しますが、対象とする材料と加工方法に明確な違いがあります。
ドローベンチ（抽伸機）の特徴：
伸線機の特徴：
それぞれの用途としては、ドローベンチは自動車部品、建築用金属材料、機械構造部品、精密機器部品などの製造に使われる棒材やパイプの成形に適しています。一方、伸線機は電線・ケーブル、ワイヤーメッシュ、スプリング、細い棒状の部品などの製造に適しています。
両者の違いを理解することで、製品特性に適した加工機を選択することが可能になります。特に高精度な部品製造においては、ドローベンチの間欠的な動作による精密な制御が大きな利点となります。
金属加工業界においては、ドローベンチを効果的に活用することで、製品品質を大幅に向上させることが可能です。以下に、ドローベンチを活用した品質向上のための具体的な戦略を紹介します。
1. 多段階引き抜きプロセスの最適化
一回の引き抜きでは達成できない高い減面率や特殊な材料特性を得るために、複数回の引き抜き工程を計画的に実施することが効果的です。各段階での減面率を最適化することで、材料の加工硬化を制御しながら、目標とする形状・特性を実現できます。
理想的な多段階引き抜きでは、各段階の減面率を均等に設定することで、材料への負担を分散させ、内部欠陥の発生を防止します。特にステンレス鋼やニッケル合金などの難加工材の場合は、この多段階プロセスが品質確保に不可欠です。
2. 潤滑技術の高度化
引き抜き加工における潤滑は製品品質に直結する重要な要素です。最新の潤滑技術を導入することで、以下のような効果が期待できます。
特に高精度加工が求められる場面では、潤滑条件を厳密に管理することが重要です。
3. ダイス設計の最適化
引き抜き加工の心臓部とも言えるダイスの設計を最適化することで、製品品質に大きく影響します。
例えば、引き抜き角度が大きすぎると材料表面に傷が生じやすく、小さすぎると接触面積が増加して摩擦が大きくなるため、材料特性に応じた最適な角度設定が必要です。
4. 後工程との連携強化
ドローベンチによる加工後、製品品質をさらに向上させるためには、適切な後工程との連携が重要です。
これらの後工程を含めた一貫した品質管理体制を構築することで、最終製品の総合的な品質向上が実現できます。
5. デジタルツインによる工程最適化
最先端の取り組みとしては、実際の加工プロセスをデジタル空間に再現する「デジタルツイン」技術の活用があります。これにより、以下のような革新的な品質向上が可能になります。
このように、ドローベンチを中心とした総合的な品質向上戦略を実施することで、金属製品の競争力を高めることができます。特に高付加価値製品の製造においては、これらの取り組みが差別化の鍵となるでしょう。