金属加工において、バリ（burr）や歪み（distortion）は避けがたい問題です。これらの不具合は、最終製品の組み立て精度、見た目の美しさ、機能性、さらにはコストや納期にまで大きく影響します。今日は、それぞれの発生要因を金属工学と加工技術の観点から掘り下げ、実践的な対策まで詳しく解説します。
バリとは？——加工時に生まれる“未完成の証”
1-1. バリの定義と種類
バリは、切削、穴あけ、せん断などの加工によって素材の端部に形成される微細な突起やめくれのことを指します。一般的に以下のような分類がされます。
- メカニカルバリ（機械的バリ）
切削、旋盤、フライスなどで発生 - プラスチックバリ（塑性変形によるバリ）
パンチング、せん断などの際に金属が流動して形成される - 熱バリ
レーザー・プラズマ加工などで溶融金属が再凝固してできる
1-2. バリの主な発生原因
| 原因 | 具体例 | 対策の方向性 |
|---|---|---|
| 工具の摩耗 | 刃先が丸くなって切れなくなる | 工具寿命の管理・定期交換 |
| 加工条件のミス | 切削速度や送りが速すぎる／遅すぎる | 条件の最適化（切削理論に基づく） |
| 材料の特性 | 軟質金属はバリが出やすい（アルミ、銅など） | 被削材に適した工具設計 |
| 切削方向 | アウトカットに近い形状で工具が抜ける | インカットに変更、もしくは逆回転加工の活用 |
歪みのメカニズム——材料内部の“見えない応力”に注目
2-1. 歪みとは何か？定義と影響
加工前後で寸法や形状が微妙にずれる現象を「歪み」と呼びます。これは材料に蓄積された内部応力（残留応力）や加工応力が、加工後に変化・解放されて起こる物理的な変形です。
代表的な例
- 平板が加工後に「反る」
- 長尺物が「曲がる」「ねじれる」
- 溶接後に「引っ張られて縮む」
2-2. 歪みの原因別分類と具体例
| 分類 | 原因 | 解説 |
|---|---|---|
| 加工応力 | 一方向の削りや偏った切削量 | 応力が不均衡に残り、変形が生じる |
| 熱変形 | 加工中の局所加熱 | 切削熱、レーザー熱、摩擦熱など |
| 固定ミス | クランプ力不足または過剰 | 応力を偏って与えたり、歪みが戻る |
| 材料由来 | 残留応力や素材の不均質 | 圧延材に多い、異方性の影響 |
現場でよくある失敗例と改善事例
4-1. バリの例：高精度穴あけでの失敗
失敗：ドリル貫通後、裏面に大きなバリが発生 → 製品NG
改善：パイロット穴を先に加工、裏面からも逆加工で仕上げ
4-2. 歪みの例：薄物プレートのフライス加工
失敗：加工後にプレートが反る → 組立時に隙間ができる
改善：裏面からの予備切削と段階加工で応力バランスを調整
まとめ：バリと歪みは“制御可能な問題”である
バリや歪みは、正しい知識と計画的な加工戦略により、十分に制御・最小化が可能です。設計、加工、素材、設備など、製造プロセスのあらゆる段階で「品質をつくり込む」意識を持つことが重要です。
現場の経験と理論を融合させ、再発防止策を仕組みに落とし込むことで、バリや歪みのない高品質な加工が実現できます。
