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金属加工とは、切断、曲げ、組み立ての工程によって金属構造物を作り出すことです。これは、さまざまな原材料から機械、部品、構造物を作り出す付加価値のあるプロセスです[ 1 ] 。
通常、製造工場は設計図面に基づいて入札を行い、契約を獲得すれば製品を製造します。大規模な製造工場では、溶接、切断、成形、機械加工など、数多くの付加価値の高い工程が用いられます。
他の製造工程と同様に、人手と自動化の両方が一般的に用いられます。加工された製品は「加工品」と呼ばれ、この種の作業を専門とする工場は「加工工場」と呼ばれます。機械加工、金属プレス加工、鍛造、鋳造など、その他の一般的な金属加工の最終製品は、形状や機能が似ている場合もありますが、これらの工程は「加工」とは分類されません。
金属加工は、さまざまな金属加工の専門分野と包含または重複する。
標準的な金属加工材料は以下のとおりです。
原材料を切断するには様々な工具が使用される。最も一般的な切断方法はせん断である。
金属切断専用のバンドソーは、焼き入れされた刃と均一な切断を可能にする送り機構を備えています。研磨切断機（チョップソーとも呼ばれる）は、マイターソーに似ていますが、鋼材切断用の研磨ディスクを備えています。切断トーチを使えば、大きな鋼材も楽に切断できます。
切断テーブルは、通常天然ガスを動力源とするCNC（コンピュータ制御）切断トーチです。プラズマ切断テーブル、レーザー切断テーブル、ウォータージェット切断機も一般的です。鋼板をテーブルに載せ、プログラムに従って部品を切断します。サポートテーブルは、摩耗したら交換できるバーのグリッドで構成されています。ハイエンドの切断テーブルには、パンチとタップの回転式装置を使用したCNCパンチ機能が搭載されている場合があります。プラズマ切断やレーザー切断による構造用鋼の製造では、ロボットが切断ヘッドを切断対象物の周囲で3次元的に移動させます。
成形は、材料を追加したり除去したりすることなく力を加えることで、平らな金属板を3D部品に変換する技術です[ 2 ] [ 3 ]。力は、金属の初期形状を変えるのに十分な大きさでなければなりません。成形は、パンチやダイなどの工具で制御できます。機械は、力の大きさと方向を調整できます。機械による成形では、成形と溶接を組み合わせて、加工されたシートの長さを製造できます。ほとんどの金属材料は、少なくともある程度の延性があり、ひび割れや破損を起こさずにかなりの永久変形が可能であることから、これらの技術に特に適しています[ 4 ] 。
適切な設計と機械を用いた工具の使用により、再現性のある形状を作り出すことができ、宝飾品、航空宇宙、自動車、建設、土木、建築など、多くの産業向けの製品製造に利用できる。
機械加工とは、金属の塊から材料を削り取り、所望の形状に成形する専門的な技術です。金属加工工場は通常、旋盤、フライス盤、ドリル、その他の携帯型機械工具を用いて、ある程度の機械加工能力を備えています。歯車、ボルト、ねじ、ナットなどのほとんどの固体部品は、機械加工によって製造されます。
溶接は鋼材加工の中心的な工程です。成形・機械加工された部品は組み立てられ、仮付け溶接された後、精度が再確認されます。複数の溶接部品が注文された場合は、治具を使用して溶接する部品の位置を固定することがあります。その後、溶接工は（詳細な溶接が必要な場合は）設計図に従って、または（詳細な図面がない場合は）自身の経験と判断に基づいて作業を完了します。
熱による溶接部の歪みを防止または修正するために、特別な対策が必要となる場合があります。これには、溶接箇所を減らすように部品を再設計する、千鳥溶接を採用する、頑丈な治具を使用する、冷却中に溶接部を砂で覆う、溶接後に矯正を行う、といった対策が含まれます。
鋼材の溶接部の歪みを矯正するには、酸素アセチレントーチを使用します。この高度な専門技術を要する作業では、鋼材に選択的に熱を加え、ゆっくりと直線的に加熱することで、冷却時に加熱方向に沿って鋼材を収縮させます。熟練した溶接工であれば、この方法でかなりの歪みを矯正することができます。
鋼材の溶接部は、残留応力を除去するために低温炉で焼きなまし処理されることがある。特にエンジンブロック用の溶接部などは、熱処理後にラインボーリング加工される場合がある。
溶接部が冷却された後、通常は継ぎ目を研磨してきれいにし、サンドブラスト処理、下塗り、塗装を行います。その後、必要な追加加工を行い、完成品を検査して出荷します。
多くの加工工場では、以下のような特殊な加工サービスを提供しています 。