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金属加工とは、金属を成形・変形させて、有用な物体、部品、組立品、そして大規模な構造物を作り出す工程のことです。この用語は、巨大な船舶、建物、橋梁から、精密なエンジン部品や繊細な宝飾品に至るまで、あらゆる規模の物体を製造するための、幅広く多様な工程、技術、道具を網羅しています。
金属加工の歴史的起源は記録された歴史よりも古く、その使用は文化、文明、そして数千年に及びます。金のような柔らかい天然金属を単純な手工具で成形することから始まり、鉄のような硬い金属の鉱石の精錬と熱間鍛造を経て、機械加工や溶接といった高度な技術を要する現代のプロセスに至るまで進化してきました。産業として、貿易の原動力として、個人の趣味として、そして芸術の創造において使用されてきました。[ 1 ]科学と工芸の両方と見なすことができます。
現代の金属加工プロセスは多様で専門化されているものの、成形、切断、接合という3つの大まかな分野に分類できます。現代の金属加工工場（一般的に機械工場と呼ばれる）には、高精度で実用的な製品を製造できる、多種多様な特殊または汎用工作機械が備えられています。鍛冶などのより単純な金属加工技術の多くは、先進国では大規模に展開しても経済的に競争力がなくなってしまいましたが、発展途上国では、職人技や趣味、あるいは歴史再現のために今もなお用いられています。
銅の採掘と加工に関する最古の考古学的証拠は、紀元前8700年に北イラクで発見された銅のペンダントである。 [ 2 ]アメリカ大陸における金属加工の最古の確証された年代特定証拠は、ミシガン湖近くのウィスコンシン州での銅の加工である。銅は脆くなるまでハンマーで叩かれ、その後加熱されてさらに加工された。アメリカ大陸では、この技術は約紀元前4000～5000年に遡る。[ 3 ]世界最古の金の遺物は、ブルガリアのヴァルナ墓地から出土したもので、紀元前4450年に遡る。
すべての金属が、入手や加工に火を必要とするわけではありません。アイザック・アシモフは、金が「最初の金属」であると推測しました。[ 4 ]彼の推論は、金はその化学的性質から、自然界では純金の塊として見つかるというものです。言い換えれば、金は希少ではありますが、自然界では天然金属として見つかることがあります。一部の金属は隕石からも見つかります。他のほとんどすべての金属は、鉱石、つまり鉱物を含む岩石の中にあり、金属を分離するには熱やその他のプロセスが必要です。金のもう1つの特徴は、見つかったまま加工できることです。つまり、金を加工するには、石のハンマーと金床以上の技術は必要ありません。これは、金の展延性と延性という性質によるものです。最も初期の道具は、石、骨、木、腱であり、これらはすべて金を加工するのに十分でした。
いつ頃かは不明だが、熱によって岩から金属を分離するプロセスが知られるようになり、銅、錫、鉛を豊富に含む岩石が需要されるようになった。これらの鉱石は、発見された場所ならどこでも採掘された。このような古代の鉱山の遺構は、南西アジア全域で発見されている。[ 5 ]金属加工は、紀元前7000年から3300年の間にメヘルガルの南アジア住民によって行われていた。[ 6 ]金属加工の始まりの終わりは、銅の精錬が南西アジアで一般的になった紀元前6000年頃に起こる。
古代文明では7種類の金属が知られていました。以下に、酸化電位（ボルト単位）の順に並べます。
酸化電位は、金属が鉱石にどれだけ強く結合しているかを示す指標の一つであるため重要です。ご覧のとおり、鉄は他の6つの金属よりも著しく高い一方、金は他の6つの金属よりも著しく低い値を示しています。金の酸化電位が低いことが、金が塊状で発見される主な理由の一つです。これらの塊状の金は比較的純度が高く、発見されたままの状態で加工可能です。
銅鉱石は比較的豊富に存在し、錫鉱石とともに金属加工の歴史において次に重要な物質となった。鉱石から銅を熱で精錬することで、大量の銅が生産された。銅は宝飾品や簡単な道具に用いられた。しかし、銅単体では、刃先や剛性を必要とする道具には柔らかすぎた。ある時点で、溶融銅に錫が加えられ、それによって青銅が開発された。青銅は銅と錫の合金である。青銅は、純銅には欠けていた刃持ちの良さと剛性を備えていたため、重要な進歩であった。鉄の出現まで、青銅は一般的に使用される道具や武器に用いられる最も先進的な金属であった（詳細は青銅器時代を参照）。
西南アジア以外では、こうした技術革新と素材が世界中で発見され、利用されていた。中国とイギリスでは、銅にほとんど時間をかけずに青銅が使われ始めた。日本では、青銅と鉄がほぼ同時に使われ始めた。アメリカ大陸では事情が異なっていた。アメリカ大陸の人々は金属の存在を知っていたものの、道具や武器のための金属加工が一般的になったのは、ヨーロッパによる植民地化以降のことだった。ヨーロッパの影響を受ける以前のアメリカ大陸では、金属の主な用途は宝飾品と美術品であった。
紀元前2700年頃、青銅の生産は、製錬、加熱、加工に必要な材料が揃う地域では一般的でした。[ 7 ]鉄の製錬が始まり、道具や武器の重要な金属として台頭し始めました。その後の時代は鉄器時代として知られるようになりました。[ 8 ]
エジプトのファラオ、インドのヴェーダ王、イスラエルの部族、北アメリカのマヤ文明など、他の古代の人々の時代には、人間は利用可能な機能的な金属製の道具や武器よりも貴金属に価値を置くようになっていました。 [ 9 ] [ 10 ]金や銀の装飾品は古代には贅沢品になりました。[ 11 ]場合によっては、所有権、分配、取引に関する規則がさまざまな人々によって作成、施行、合意されました。[ 12 ]上記の時代には、金属加工職人は貴金属（非鉄金属）の装飾品、宗教的な工芸品、交易用具、武器（通常は鉄金属および/または合金）の作成に非常に熟練していました。[ 13 ]世界中の職人、鍛冶屋、アタルヴァヴェーダの実践者、錬金術師、その他の金属加工職人によって高度な技術が実践されていました。例えば、粒状化の技法は、歴史記録に人々がこの工程を共有するために遠くの地域へ旅したことが示される以前の多くの古代文化で行われていました。[ 14 ]今日の金属細工師は、この技法や他の多くの古代の技法を今でも使用しています。
時が経つにつれ、金属製品はより一般的になり、ますます複雑になっていった。金属をさらに入手し加工する必要性は重要性を増した。地中から金属鉱石を採掘する技術が進化し始め、金属細工師の知識も深まった。金属細工師は社会の重要な一員となった。[ 15 ]金属と金属細工師の存在は、文明全体の運命と経済に大きな影響を与えた。[ 16 ]金属加工職人は、宝飾品を作ったり、より効率的な電子機器を製造したり、建設から輸送コンテナ、鉄道、航空輸送に至るまでの産業および技術的用途のために、貴金属の採掘に依存している。金属がなければ、商品やサービスは今日私たちが知っているような規模で世界中を移動しなくなるだろう。
金属加工は一般的に、成形、切断、接合の3 つのカテゴリに分けられます。金属の切断のほとんどは、高速度鋼工具または超硬工具で行われます。[ 17 ]これらのカテゴリのそれぞれには、さまざまなプロセスが含まれます。
ほとんどの加工工程に先立ち、目的とする最終製品に応じて、金属に印を付けたり、寸法を測ったりする必要がある。
マーキング（レイアウトとも呼ばれる）とは、デザインやパターンをワークピースに転写する工程であり、金属加工の手作業における最初のステップです。多くの産業や趣味で行われていますが、産業においては、繰り返し作業のため、個々の部品ごとにマーキングする必要はありません。金属加工の分野では、マーキングとは、次の工程である機械加工や製造に備えて、エンジニアの設計図をワークピースに転写する作業を指します。
ノギスは、2点間の距離を正確に測定するために設計された手工具です。ほとんどのノギスには、内径または外径を測定するための2組の平らで平行なエッジがあります。これらのノギスは、1インチの1000分の1（25.4μm）以内の精度で測定できます。ノギスの種類によって、測定距離を表示する機構が異なります。より大きな物体をそれほど高い精度で測定する必要がある場合は、巻尺がよく使用されます。
鋳造とは、溶融金属を型に流し込み、機械的な力を使わずに冷却することで特定の形状を作り出す方法です。鋳造の種類には以下のようなものがあります。
これらの成形プロセスは、金属やワークピースを変形させることで、つまり材料を除去することなく、金属やワークピースを加工します。[ 19 ]成形は機械的な力のシステムで行われ、特にバルク金属の成形では熱も使用されます。
塑性変形とは、熱や圧力を利用して加工物を機械的な力に対してより伝導しやすい状態にする加工法である。歴史的には、この加工と鋳造は鍛冶屋によって行われていたが、今日では工業化されている。金属の大量成形では、一般的に加工物は加熱される。
これらの成形プロセスでは、室温で機械的な力が加えられます。しかし、最近の開発では、金型や部品を加熱するものもあります。自動金属加工技術の進歩により、プログレッシブダイスタンピングが可能になりました。これは、パンチング、コイン加工、曲げ加工、その他いくつかの方法を含む方法で、より少ないコストでスクラップを減らしながら金属を加工できる方法です。[ 20 ]
切削とは、様々な工具を用いて余分な材料を除去し、仕様を満たす完成部品を得る一連の工程である。切削によって生じる最終生成物は、廃棄物（余分な材料）と完成部品の2つである。木工においては、廃棄物は木くずと余分な木材である。金属切削においては、廃棄物は切りくずや金属くず、そして余分な金属である。
切断加工は、大きく3つのカテゴリーに分類されます。
金属部品に穴を開けることは、切削屑が発生する加工の最も一般的な例です。酸素燃料切断トーチを使って鋼板を細かく切断することは、切削加工の一例です。化学研磨は、エッチング剤やマスキング剤を用いて余分な材料を除去する特殊な加工の一例です。
金属を切断するための技術は数多くあり、以下のようなものがある。
切削油またはクーラントは、ドリルやエンドミルなどの切削工具と被削材との切削界面で大きな摩擦と熱が発生する場合に使用されます。クーラントは通常、工具と被削材の接触面にスプレーで供給され、切削工具と被削材の界面での摩擦と温度を下げ、工具の過度な摩耗を防ぎます。実際には、クーラントの供給方法は数多く存在します。
アングルグラインダーは、レシプロソーやバンドソーを使用した場合と比較して、大量の有害な火花や煙（および微粒子）が発生するため、切断には推奨されません。[ 23 ]アングルグラインダーは、鉄系金属を切断する際に火花を発生させます。また、他の材料を切断する際にも破片が発生します。
フライス加工とは、金属やその他の材料から材料を除去して最終形状を形成する複雑な加工のことです。[ 24 ]一般的にはフライス盤で行われます。フライス盤は動力駆動の機械で、基本的な構成は、スピンドル軸を中心に回転するフライス工具（ドリルと同様）と、複数の方向（通常はワークピースに対して2次元［x軸とy軸］）に移動できる作業台です。スピンドルは通常z軸方向に移動します。 [ 25 ]テーブル（ワークピースが載る場所）を上昇させることも可能です。フライス盤は手動またはコンピュータ数値制御（CNC）で操作でき、溝切り、平面加工、穴あけ、ねじ切り、溝加工、ルーティングなど、非常に多くの複雑な加工を実行できます。[ 26 ] [ 27 ]一般的なフライス盤の種類は、横型フライス盤と縦型フライス盤の2種類です。[ 28 ] [ 29 ]
製造される部品は通常、複雑な 3D オブジェクトであり、x、y、z 座標に変換されてCNCマシンに入力され、必要なタスクを完了できるようにします。[ 30 ]フライス盤はほとんどの部品を 3D で製造できますが、必要に応じてオブジェクトを x、y、または z 座標軸を中心に回転させる必要があるものもあります。[ 31 ]公差は、地域によってさまざまな規格があります。ヤード・ポンド法を使用している国では、特定の機械に応じて、通常はインチの千分の一 (thou と呼ばれる単位) です。[ 32 ]他の多くのヨーロッパ諸国では、代わりに ISO に準拠した規格が使用されます。[ 33 ]
ビットと材料の両方を冷却するために、高温冷却液が使用されます。[ 34 ]ほとんどの場合、冷却液はホースからビットと材料に直接噴射されます。[ 35 ]この冷却液は、機械に応じて機械制御またはユーザー制御のいずれかになります。[ 36 ]
切削加工できる材料は、アルミニウムからステンレス鋼まで、そしてその間のほぼすべての材料に及びます。[ 37 ]材料ごとに切削工具の回転速度が異なり、1回の切削で除去できる材料の量も異なります。[ 38 ]硬い材料は通常、低速で切削され、除去される材料の量は少なくなります。柔らかい材料は様々ですが、通常は高速で切削されます。[ 39 ]
フライス盤の使用は製造工程にコストを追加する。機械を使用するたびにクーラントも使用され、ビットの破損を防ぐために定期的に補充する必要がある。[ 40 ]また、材料の損傷を防ぐために、必要に応じてフライスビットを交換する必要がある。[ 41 ]時間はコストの最大の要因である。複雑な部品は完成までに数時間かかる場合があるが、非常に単純な部品は数分で済む。[ 42 ]これにより、各部品に必要な時間が異なるため、生産時間も変動する。[ 43 ]
これらの機械では安全性が重要です。ビットは高速で移動し、通常は焼けるほど高温の金属片を除去します。[ 44 ] [ 45 ] CNCフライス盤の利点は、機械オペレーターを保護することです。[ 46 ]
旋削加工は、単刃工具で円筒面を加工する金属切削加工法です。工作物をスピンドル上で回転させ、切削工具を半径方向、軸方向、またはその両方に送り込みます。工作物の軸に垂直な面を加工することをフェーシング加工といいます。半径方向と軸方向の両方の送りを使用して面を加工することをプロファイリング加工といいます。[ 47 ]
旋盤とは、材料のブロックまたは円筒を回転させ、研磨工具、切削工具、または変形工具をワークピースに適用することで、回転軸を中心とした回転対称性を持つ形状に加工できる工作機械です。旋盤で製造できる製品の例としては、燭台、クランクシャフト、カムシャフト、ベアリングマウントなどがあります。
旋盤は、ベッド、主軸台、キャリッジ、心押し台の 4 つの主要部品から構成されています。ベッドは、他のすべての部品が位置合わせのために乗る、精密で非常に頑丈なベースです。主軸台のスピンドルは、チャックで工作物を固定します。チャックの爪 (通常 3 つまたは 4 つ) は工作物をしっかりと挟み込みます。スピンドルは高速で回転し、材料を切削するためのエネルギーを供給します。歴史的に旋盤はラインシャフトからのベルトで駆動されていましたが、現代の旋盤は電動モーターを使用しています。工作物は、平らなベッドの上にある回転軸に沿ってスピンドルから突き出ています。キャリッジは、回転軸に平行および垂直に、正確かつ独立して移動できるプラットフォームです。焼き入れされた切削工具は、ツールポストによって所望の高さ (通常は工作物の中央) に保持されます。次に、キャリッジが回転する工作物の周囲を移動し、切削工具が工作物から材料を徐々に除去します。心押し台は、回転軸に沿ってスライドさせ、必要に応じて所定の位置に固定することができます。ワークピースをさらに固定するためのセンターを保持したり、ワークピースの端に切削工具を打ち込んだりするために使用される場合がある。
旋盤で単刃工具を使用して実行できるその他の操作は次のとおりです。[ 47 ]
面取り：円筒の角に角度を付けて切断します。 切断：工具を工作物に放射状に送り込み、部品の端を切断します。 ねじ切り：工具を回転部品の外側または内側の表面に沿って送り込み、外ねじまたは内ねじを作成します。 穴あけ：単刃工具を回転軸に平行に直線的に送り込み、丸い穴を作成します。 穴あけ：ドリルを工作物に軸方向に送り込みます。 ローレット加工：工具を使用して工作物の表面に粗いテクスチャを作成します。金属部品を手で掴みやすくするためによく使用されます。
最新のコンピュータ数値制御（CNC）旋盤やCNCマシニングセンタは、駆動工具を使用することで、フライス加工などの二次加工を行うことができます。駆動工具を使用する場合、工作物は回転を停止し、駆動工具が回転する切削工具で加工を行います。CNCマシンは、x、y、z座標を使用して旋削工具を制御し、製品を製造します。最新のCNC旋盤のほとんどは、3Dでほとんどの旋削加工品を製造できます。
ほぼすべての種類の金属は旋削加工が可能ですが、硬い素材の場合はより多くの時間と特殊な切削工具が必要になります。
ねじ切り加工には、タップやダイスによるねじ切り、ねじフライス加工、単点ねじ切り、ねじ転造、冷間ルート転造および成形、ねじ研削など、多くの方法があります。 [ 48 ] [ 49 ]タップは、あらかじめドリル加工された穴の内面に雌ねじを切るために使用され、[ 50 ] [ 51 ]ダイスは、あらかじめ成形された円筒状の棒に雄ねじを切るために使用されます。[ 48 ]
研削は、研磨プロセスを使用してワークピースから材料を除去します。[ 52 ]研削盤は、研磨ホイールを切削装置として使用して、非常に細かい仕上げ、非常に軽い切削、または高精度の形状を作成するために使用される工作機械です。 [ 53 ]このホイールは、さまざまなサイズと種類の石、ダイヤモンド、または無機材料で構成できます。 [ 54 ]
最もシンプルな研削盤は、ベンチグラインダーまたは手持ち式の角度グラインダーで、部品のバリ取りや、ジップディスクを使った金属の切断に使用されます。
グラインダーは、時代と技術の進歩に伴い、サイズと複雑さが増してきました。昔は、生産工場でエンドミルを研磨する手動工具室グラインダーが使われていましたが、今日ではジェットタービンを製造する30000 RPMのCNC自動ローディング製造セルまで、研削プロセスは大きく変化しています。[ 55 ]
研削盤は、必要な仕上げを実現するために非常に剛性の高い機械でなければなりません。一部の研削盤は、CNC工作機械の軸位置決め用のガラススケールの製造にも使用されています。一般的なルールは、スケールの製造に使用される機械は、部品の製造に使用される機械よりも10倍の精度を持つ必要があるということです。[ 56 ]
かつては、工具の制約から、グラインダーは仕上げ作業にのみ使用されていました。現代の研削砥石材料や、工業用ダイヤモンド、あるいは砥石形状へのその他の人工コーティング（立方晶窒化ホウ素）の使用により、グラインダーは工場の奥に追いやられることなく、生産環境で優れた結果を達成できるようになりました。[ 57 ]
現代の技術は研削加工を進化させ、CNC制御、高精度での高い材料除去率を実現し、航空宇宙用途や精密部品の大量生産に非常に適している。[ 58 ] [ 59 ]
やすり加工は、やすりを使って研削と鋸歯状の切削を組み合わせたものです。現代の機械加工装置が開発される以前は、特に平面を持つ小さな部品を製造するための比較的正確な手段でした。[ 60 ]やすりを巧みに使うことで、機械工は細かい公差で作業することができ、それが職人技の証でした。今日では、やすり加工は産業界では生産技術として使われることはほとんどありませんが、バリ取りの一般的な方法としては残っています。[ 61 ]
ブローチ加工は、シャフトにキー溝を切削するために使用される機械加工操作です。[ 62 ]電子ビーム加工（EBM）は、高速電子をワークピースに照射して熱を発生させ、材料を蒸発させる機械加工プロセスです。[ 63 ]超音波加工は、超音波振動を使用して非常に硬いまたは脆い材料を加工します。[ 64 ]
溶接は、通常は金属または熱可塑性樹脂などの材料を融合させることで接合する製造プロセスです。これは多くの場合、ワークピースを溶かして充填材を加え、溶融材料のプールを形成し、それが冷却されて強固な接合部になることで行われますが、溶接を行うために熱と圧力を併用したり、圧力のみを使用したりすることがあります。[ 65 ]
溶接には、ガス炎、アーク放電、レーザー、電子ビーム、摩擦、超音波など、さまざまなエネルギー源が利用できます。溶接は工業プロセスとして行われることが多いですが、屋外、水中、宇宙空間など、さまざまな環境で行うことができます。しかし、場所を問わず、溶接は危険な作業であり、火傷、感電、有毒ガス、紫外線への過剰曝露などを避けるための予防措置を講じる必要があります。
ろう付けは、2つ以上のワークピースを接合して形成された毛細管に溶加材を溶融させて引き込む接合プロセスです。溶加材はワークピースと冶金的に反応し、毛細管内で凝固して強固な接合部を形成します。溶接とは異なり、ワークピースは溶融しません。ろう付けははんだ付けに似ていますが、 450 ℃（842 °F）を超える高温で行われます。ろう付けは溶接よりも熱応力が少ないという利点があり、合金元素が偏析・析出しないため、ろう付け接合部は溶接接合部よりも延性に優れる傾向があります。
ろう付け技術には、火炎ろう付け、抵抗ろう付け、炉ろう付け、拡散ろう付け、誘導ろう付け、真空ろう付けなどがあります。
はんだ付けは、 450 ℃（842 °F）以下の温度で行われる接合プロセスです。ろう付けと同様に、溶加材を溶融させて毛細管に引き込み、接合部を形成しますが、ろう付けよりも低温で行われます。低温で行われることと、溶加材として使用される合金が異なるため、溶加材と被接合材との間の冶金反応は最小限に抑えられ、結果として接合部の強度は弱くなります。
リベット接合は、最も古い金属加工接合方法の1つです。[ 66 ] 20世紀後半にはその使用は著しく減少しましたが、[ 67 ] 21世紀初頭の産業や建設、宝飾品、中世の甲冑、金属製オートクチュールなどの職人技において、依然として重要な用途があります。リベットの以前の使用は、溶接や部品製造技術の改良によって取って代わられつつあります。
リベットとは、基本的に2つの頭を持つねじ山のないボルトで、2つの金属片を接合するために使用されます。接合する2つの金属片に穴を開け、位置を合わせてリベットを通し、ハンマーと成形金型（冷間加工または熱間加工）を用いてリベットの両端に永久的な頭部を形成します。リベットは通常、片方の頭部が既に形成された状態で販売されています。
リベットを取り外す必要がある場合は、まずリベットの頭の一つをタガネで切り落とします。次に、ハンマーとポンチを使ってリベットを打ち抜きます。
これには、ネジやボルトが含まれます。これは、比較的特殊な機器を必要としないためよく使用され、そのため組み立て式家具によく使用されます。また、金属を別の材料（木材など）に接合する場合や、特定の金属がうまく溶接されない場合（アルミニウムなど）にも使用できます。これは、金属を直接接合する場合、またはナイロンなどの中間材料を使用して行うことができます。溶接やろう付けなどの他の方法よりも強度が低いことが多いですが、金属は簡単に取り外せるため、再利用またはリサイクルできます。また、エポキシや接着剤と併用して行うこともできますが、その場合、環境上の利点は失われます。
これらの工程は主要な金属加工工程ではないものの、金属加工工程の前または後に行われることが多い。
金属は熱処理によって、強度、延性、靭性、硬度、耐食性などの特性を変化させることができます。一般的な熱処理プロセスには、焼きなまし、析出硬化、焼入れ、焼き戻しなどがあります。
材料の特性向上と加工効率化のため、機械的処理と熱処理を組み合わせた熱機械処理が行われることが多い。これらの処理は、高合金特殊鋼、超合金、チタン合金などに一般的に用いられる。
電気めっきは一般的な表面処理技術です。これは、加水分解によって金、銀、クロム、亜鉛などの別の金属の薄い層を製品の表面に結合させるものです。腐食の低減、耐摩耗性の向上、製品の美観の向上に使用されます。めっきは、導電性、放熱性、構造的完全性など、元の部品の特性を変えることさえあります。適切なコーティングと製品あたりのコスト効率を確保するために、主に4つの電気めっき方法があります。マスめっき、ラックめっき、連続めっき、ラインめっきです。[ 68 ]
溶射技術は、もう一つの一般的な仕上げ方法であり、コーティングが厚いため、電気めっきコーティングよりも優れた高温特性を持つことが多い。主な溶射プロセスは、電気ワイヤーアーク溶射、フレーム（酸素アセチレン燃焼）溶射、プラズマ溶射、高速酸素燃料（HVOF）溶射の4つである。[ 69 ]
一般的な：
…ビーカー時代から青銅器時代までの金属加工の組織を調査し、資源が利用可能な場合には青銅が一般的に生産されていたことを確認しています。
鉄器時代は先史時代の最後の時代と定義され、紀元前1200年頃から莫大な経済的および技術的変化をもたらしました。
マヤ文明のようなコロンブス以前のメソアメリカ社会における金の芸術的、文化的意義を、その実用的な価値をはるかに超えて強調している。
古代エジプトとメソポタミアでは、金が美的、宗教的、象徴的な特性から非常に高く評価され、神々や永遠と結びつけられていたことについて論じている。
古代において、高級品はまず何よりも、希少性から価値が生まれる高価な素材によって特徴づけられていました。金や銀などの貴金属、貴石や半貴石は、古代世界全体で高級素材でした。[...] 原材料に与えられた価値は、当然のことながら、高度に発達した技術に頼った洗練された加工につながり、場合によっては素材そのものを際立たせることを目的とした純粋さとシンプルさが特徴でしたが、いずれの場合も卓越性、完璧な技術的熟練、あるいはまさに傑出した作品を生み出す超越的なスキルを目指していました。
古代リュディア、ギリシャ、インドにおける標準化された金属貨幣の発展と、貴金属をめぐって出現した法的・貿易的枠組みについて詳述している。
南米のモチェ文化の洗練された金細工技術について解説し、古代の金属細工師が装飾品や宗教的な物品を制作する際に達成した高度な技術レベルを示しています。
粒状化技法とその独自な発展、エトルリア、ギリシャ、メソポタミアの職人による使用について解説し、高度な金属加工技術が広く普及していたことを示している。
ほとんどの場合、鍛冶屋は尊敬とまではいかなくとも畏敬の念をもって見られている。[...] 黒人アフリカにおける鍛冶屋の通常の地位は[...]高い評判であり、これはおそらく、金属加工の技術と知識に大きく依存する原始社会における論理的な地位であり、その技術が神々の賜物、あるいは魔術に似たものであった先史時代の人々の間でもそうであったはずだ。[...] バビロニアの征服者がエルサレムから王子たちと勇猛な戦士たちを連れ去ったとき、彼はすべての職人と鍛冶屋も連れ去り、「その地で最も貧しい人々以外は誰も残らなかった」。[列王記下 24:14]
青銅や鉄などの金属資源の支配が、古代国家の経済的・軍事的優位性においていかに重要な要素であり、国家の興亡を形作ったかを論じている。
フライス加工は、回転する切削工具を使用してワークピースを成形するプロセスであり、高精度で複雑な形状を実現します。
垂直フライス盤では、スピンドルは垂直方向に配置され、スピンドルは通常延長することも、テーブルを上下させることもできます。
センターは、スピンドルの向きによって分類され、さまざまな操作を実行できます。
溝加工、穴あけ、ねじ切りなど、さまざまな機械加工を行うことができます。
これらは主に縦型圧延機と横型圧延機に分けられます。
マシニングセンターの主な2つのタイプは、水平型と垂直型です。
コードは、CNCマシンに実行すべき動作を指示するプログラミング言語です。X、Y、Z軸に沿ったツールの移動を指示し、複雑な部品を作成します。
切削工具またはワークピースを3つの直線軸（X、Y、Z）と2つの回転軸（A、B）に沿って回転させ、複雑な形状を加工する加工方法です。
、これはヤード・ポンド法における「千分の一インチ」（thou）の一般的な基準です。
2768-1は、図面表示を簡素化することを目的としており、線形寸法と角度寸法の一般的な公差を規定しています。
工具の切削作用によって発生する熱は、被削材の膨張を引き起こし、精密な加工を困難にする可能性がある。熱を低減するために、一般的には冷却剤が使用される。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)フラッドクーラントは最も一般的な塗布方法です...ノズルを切削点に向け、ポンプで大量の液体を送り込んで切削工程を濡らします。
一部の機械には、切削点にクーラントの流れを自動的に向けることができるプログラム可能なクーラントノズルが備わっていますが、他の機械は手動で位置合わせする必要があります。
材料の被削性は、加工しやすいアルミニウム合金から、ステンレス鋼や高温合金のような加工が難しい材料まで、大きく異なります。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)適切な切削速度（SFM）と送り速度を選択することは非常に重要であり、それは完全に被削材の種類に依存します。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)硬い材料は低い表面速度と浅い切削深さを必要としますが、柔らかい材料はより高い速度とより積極的な送り速度で加工できます。
冷却剤と切削油は、摩擦を低減し、熱を放散し、工具寿命を延ばすために使用されます。効率的な運転には、冷却システムの適切なメンテナンスが不可欠です。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)すべての工具は摩耗し、最終的には故障します。工具交換を故障ではなく摩耗に基づいて管理することは、ワークピースの損傷を防ぎ、品質を維持するために重要です。
機械加工部品のコストは、製造に必要な時間に大きく左右され、中でも複雑さが加工時間の主な要因となる。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)各部品の形状と要件によって異なる総機械加工時間は、最終的な部品コストを決定する上で最も重要な変数の1つです。
可動する機械部品は、指や手の圧迫、切断、火傷など、職場での重傷を引き起こす可能性があります。
機械加工中に発生する高温の金属片は、火傷の原因となり、重大な火災の危険性があります。
マシンなどの自動化された機械は、オペレーターが可動部品に直接接触する必要性を減らし、それによって怪我のリスクを低減します。
研削とは、回転する研磨ホイールを切削工具として使用して材料を除去する加工方法である。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)研削は、金属やその他の材料の精密仕上げ、厳しい公差、高精度加工のために結合砥石を使用する機械加工プロセスです。
研磨ホイールは、研磨粒子（酸化アルミニウム、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンドなど）が結合剤によって結合された構造をしている。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)Studer S41 のような最新の CNC 研削盤は、複雑な生産作業に対応するため、自動ローディングシステムと高速スピンドルを備えています。
高精度ガラススケールは、ミクロンレベルの精度を実現するために、特殊な研削およびエッチングプロセスを使用して製造されます。
砥石は、硬い鉄系材料の高速研削を可能にし、工具室での仕上げだけでなく、大量生産環境での使用を可能にします。
盤は、航空宇宙分野におけるタービンブレードや着陸装置部品などの高精度部品の製造に不可欠です。
最新のCNC研削技術は、高い材料除去率とミクロンレベルの精度を組み合わせ、精密部品の大量生産を実現します。
手やすり加工は、電動工具が登場する以前は金属を成形する主要な方法であり、平面や小さな部品を正確に作成することを可能にした。
において依然として重要な技術である。
ブローチ加工とは、歯付き工具を使用して材料を一度のパスで除去する機械加工プロセスであり、一般的にはシャフトにキー溝を切削するために使用されます。
高速電子の集束された流れを用いて材料を精密に蒸発させる熱処理プロセスである。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)高周波振動を利用して研磨剤スラリーを駆動する機械加工プロセスであり、セラミックやガラスなどの硬くて脆い材料に適しています。
{{cite book}}:値の確認|isbn=: チェックサム (ヘルプ)