鍛冶屋の職業は何千年も前にさかのぼります。古代では、鍛冶屋はハンマーで金属を有用な物体に打ち込み、しばしば鍛造で最初に金属を加熱していました。 （「スミス」という言葉は「スマイト」と同じ語源から来ているので、鍛冶屋は火事で黒くなった金属を叩く仕事をしている人でした。）
鍛冶屋は今日では比較的まれですが、それらはまだ存在しており、古代に使用されていたものよりもはるかに近代的なツールを使用しています。金属を使用可能なオブジェクトに加工する作業は、現在、主に機械によって実行されています。この金属成形技術は、自動車のボディからホイールの最小のラグナットまでのすべての金属部品が工業用金属成形プロセスによって作成される自動車製造業界ほど重要です。これらのプロセスは、コンピューターが自動車工場の機械および油圧機械と出会う現代の製造業の最先端に存在します。
自動車の金属成形は、自動車製造の最も重要な側面の1つです。金属を有用な形に加工することができなければ、車は存在し得なかったでしょう。また、自動車部品を迅速かつ確実に製造する機械（多くの場合コンピューターによって制御される）の能力は、家を購入するよりもいくらか安い価格で自動車を購入できるようにするものの1つです。
しかし、金属成形はどのように機能しますか？現代の鍛冶屋がパワーハンマーとオキシアセチレントーチで金属を成形する方法を理解するのは簡単ですが、機械はこれらのことをどのように行うことができますか？次の数ページでは、この金属成形プロセスを機械化して大規模な産業ベースで実行する方法について説明します。自動車製造で使用されるいくつかの特定の技術とプロセスを見ていきます。また、将来を見据えて、今日開発されている金属成形技術が、明日の車の製造にどのように役立つかを見ていきます。
金属について最も重要なことの1つは、塑性変形を受ける可能性があることです。 。これは、金属がプラスチックでできているという意味ではありませんが、プラスチックができることの1つを実行できます。文字通り、私たちが想像できるほぼすべての形状をとることができます。
変形のプロセスは空白から始まります 、形状の変化を受けるいくつかの基本的な形の金属の量。ブランクはワークピースになります -再成形される金属片-金属成形プロセスで。自動車の金属成形の場合、ブランクは多くの場合板金でできており、自動車のボディに必要な形状にスタンプ、カット、または曲げることができます。あるいは、立方体またはレンズのような形状の金属の固いブロックにすることもできます。自動車製造プロセス中に金属ワークピースを変形させる方法は次のとおりです。
曲げ： 曲げでは、板金ワークピースに力を加えて表面を湾曲させます。曲げは通常、複雑な曲面ではなく、単純な曲面を作成するために使用されます。機械的に操作されるプレスは、板金に対してパンチを駆動し、金属の形状を恒久的に変化させるのに十分な圧力で単純なダイに押し込みます。圧力の量は重要です。十分な圧力が加えられていない場合、金属は単に元の形状に跳ね返ることができます。塗布しすぎると壊れることがあります。
描画： 製図では、板金は、板金が引き受ける3次元の、多くの場合湾曲した形状に切断されたダイに押し付けられます。事実上、ダイは金属の型として使用されます。この手法では、比較的複雑な形状を作成できます。この場合も、油圧式または機械式のパンチを使用してワークピースに圧力をかけます。 （プロセスは主に機械化されているため）人にとってはそれほどではなく、金属自体にとっても、多くの危険が伴います。過度の圧力でひびが入ったり、ダイとの相互作用でしわが寄ったりする可能性があります。潤滑剤を使用すると、金属をダイに対してよりスムーズにスライドさせ、しわの可能性を回避できます。あるいは、しわの寄ったエッジを別の操作で金属からトリミングすることもできます。この方法は、自動車の車体部品や燃料タンクの製造によく使用されます。
スタンピング： スタンピングでは、スタンピングプレスと呼ばれる装置を一連のダイとともに使用して、金属をさまざまな形状に切断および成形します。これは、ホイールキャップやフェンダーなどの自動車部品の製造によく使用されます。
押し出し： 押し出しを使用して、ロッドやチューブなどの長い金属オブジェクトを作成できます。金属ワークピースは、反対側の端に穴が開いたダイに押し込まれます。金属は穴から押し出されて形状を形成します。押し出しは、車の駆動列の重要な部品やシートベルトを固定するアンカーの製造に使用できます。
鍛造： 鍛造プロセスでは、古代の鍛冶屋が使用していたハンマーの機械化されたバージョンであるハンマーまたはプレスを使用します。金属は、アンビルとして機能する表面に打ち付けられます。繰り返しハンマーで叩いて複雑な形にすることができます。これは、描画プロセスの代わりに使用できます。
上記のプロセスは、一般的にコールドメタルで使用されます。溶銑をダイに注ぐことができるほど十分に高い温度で、溶銑を使用することもできます。これには、熱に耐えることができ、溶融金属へのダイの露出を最小限に抑えるために迅速に行う必要がある非常に高価なダイが必要です。
次のページでは、最新の金属成形技術が自動車製造を未来にどのように動かしているかを見ていきます。
過去半世紀に自動車製造と金属成形で起こった最も重要なことはコンピューターです。コンピュータは2つの方法で金属成形にとって重要です：
彼らはプロセスを導きます 。コンピューターを使用して、複雑なシーケンスを通じて金属成形操作をガイドするための瞬間的な決定を行うことができます。たとえば、古代の鍛冶屋が行うのとほぼ同じ方法で、ただし油圧機械の物理的な力を増強して、ワークピースに対して鍛造ハンマーを使用します。 。ハンマーの動作は、人間の職人の手によって作成されたものと同じくらい複雑な形状を生成するように事前にプログラムすることができます。同様に、コンピューターは、操作の複数の段階の間でワークピースの流れを制御して、完成した形状を生成することができます。
プロセスをシミュレートします 。コンピューターを使用して、金属成形に伴う物理的な力をシミュレートできるため、高価な機械を使用して新しいアイデアを試すことなく、新しい金属成形操作を発明できます。高度なシミュレーションソフトウェアを使用して、コンピューター上で金属成形操作を複製できるため、科学者はさまざまな種類の金属に熱と力を加えた結果を確認できます。コンピューターでの間違いは、現実の世界での間違いよりもはるかに安価であり、実際の機械では時間の無駄になるような試行錯誤が可能になります。
コンピュータシミュレーションは、金属成形の新しい展望を開いています。新しい金属成形技術の多くは、さまざまな種類の金属の微細構造と、圧力と熱にさらされた金属の内部で行われる物理的プロセスの深い理解に基づいています。新しいプロセスのいくつかは、古いプロセスのハイブリッドです。また、コールドプロセスに適さない金属の使用を可能にするホットメタルプロセスへの動きもあります。
これらの新技術により、従来の自動車部品の強度を維持したまま、より軽い金属を使用するなどの革新が可能になります。これは、例えば、バッテリーアレイのかなりの重量を相殺するために車体を可能な限り軽量にする必要がある低燃費車またはバッテリー電気自動車の製造に役立ちます。これらの技術により、品質を低下させることなく自動車部品をより安価に製造することもできます。たとえば、金属ワークピースを磁場にさらして金属自体に電界を発生させる電磁成形技術を使用すると、通常発生するような裂け目やしわが発生することなく、成形プロセスを高速化できます。これにより、これまで自動金属成形では不可能だったプロセスを使用できるようになります。
ヘンリー・フォードが自動車や自動車部品の安価な組立ライン製造の実現可能性を実証して以来、金属成形の科学技術は、自動車製造業界に並外れた価格で並外れた自動車を製造する方法を示すのに長い道のりを歩んできました。
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