鋼板の曲げ加工と成形：半径、圧延方向およびスプリングバック

曲げ部で起こること

曲げ加工は曲げ部の外側を引き伸ばし、内側を圧縮します。割れは、外側繊維のひずみが、その板厚で鋼が発揮できる範囲を超えたときに始まります。そのため、すべての曲げルールは**板厚に対する最小内側半径（r/t）**として表されます。

最小半径：鋼種が決める

目安となるプレスブレーキの実務は次のとおりです（ミルのデータシートが優先し、値は板厚とともに大きくなります）。

材料	標準的な最小内側半径
S355構造用鋼板	~1–2 ×板厚（曲げ軸が圧延方向を横切る場合に下限寄り）
S690高強度	~2–3 ×板厚
NM400 / AR400耐摩耗鋼板	~3–4 ×板厚
NM500 / AR500耐摩耗鋼板	~4–6 ×板厚またはそれ以上

耐摩耗鋼板の半径は、構造用鋼に慣れた製作者を驚かせます。硬さと曲げ性は直接トレードオフの関係にあり、S355が容易に受け入れる半径でもNM500は割れます。板厚は事態を悪化させます。同じ鋼種でも、ひずみが集中し板厚方向の品質余裕が縮小するため、10 mmのときより40 mmのときの方が大きなr/tが必要です。

圧延方向

圧延鋼板は異方性を持ちます。延性は板厚方向と短横方向で最も低く、圧延方向に沿って最も高くなります。ルールは次のとおりです。

• 圧延方向に垂直な曲げ線（曲げ軸が圧延方向を横切る）は最も小さい半径を許容します。外側繊維が圧延方向に沿って伸びるためです。
• 圧延方向に平行な曲げ線はより大きな半径を必要とし、一般にr/tでおよそ50–100%の段階的な増加を要し、端部割れが始まる方向でもあります。

端部に関する二つのルールを加えてください。曲げ域では健全で仕上げされた端部を持つ鋼板を使用すること（熱切断の端部割れやノッチは割れの起点であり、特に硬質鋼板で顕著です）、および穴や切抜きを曲げ線から十分に離して配置すること（一般に少なくとも~2 ×板厚に半径を加えた距離）です。それらは変形しひずみを集中させるためです。

スプリングバック

パンチが後退すると、弾性回復により曲げ角度が開きます。スプリングバックは次の特徴を持ちます。

• 強度とともに増加します：S355は数度戻ることがあります。耐摩耗鋼板と高強度鋼板は顕著に多く戻ります。半径対板厚比が大きく、ダイ開口が広いほど増加します。
• 過曲げ、すなわち回復後に目標角度に到達するよう目標を超えて駆動する方法、ボトミング／コイニング（大きなトン数コストを伴います）、または最新のプレスブレーキにおける角度測定とCNC補正によって補償されます。
• 降伏強さのばらつきにより鋼板バッチ内でも変動します。そのため焼入れ・焼戻し鋼板では、初品確認とバッチごとの調整が通常行われます。

割れの診断

曲げ部の外面割れは、ほぼ常に次のいずれかを意味します。鋼種／板厚に対して半径が小さすぎる、曲げ軸が圧延方向に平行である、曲げ域に欠陥のあるまたは硬化した切断端部がある、あるいはメーカー推奨の最低温度未満で曲げた（寒冷気候はリスクを高めます。多くのメーカーは硬質鋼板を少なくとも室温にし、最も重い作業では曲げ線を予熱することを求めます）。耐摩耗鋼板の熱間成形は現場の即興ではありません。本来の焼戻し温度を超えて加熱すると永久に軟化します。