金属加工では避けて通れない、バリとは

切削加工やプレス加工、鋳造などの金属加工について考える際、バリの問題を避けて通ることはできません。ここではバリの発生や、除去、バリを防ぐ方法について紹介します。

金属加工で発生するバリとは？

バリとは、加工の過程で発生した、意図しない突起や残留物です。柔らかい粘土などを引きちぎろうとすると伸びながら千切れていき、千切れた部分がギザギザとした不連続な形状になる様子を観察できます。それと同様に、金属においても切り取られる部位が残留する部位から離れていくときに塑性変形を起こし、引き延ばされながら千切れた部分が突起となって残ります。これがバリです。代表的な発生例としては、金属を切削加工やプレスカットのエッジが挙げられます。金属には塑性がありますので、機械的な除去加工を行う際には、大なり小なりバリは発生するものと心得ておいたほうがいいでしょう。
またダイキャストをはじめとした鋳造でもバリが発生する場合があります。これは型の合わせが弱く、型のすき間に溶けた金属が流れ込むことで発生します。樹脂加工の射出成形でも、同じ理由でPLやEピンがある場所にバリが発生することがあります。

バリ取りの方法

バリは「意図しない形状」つまり本来あってはいけない形状です。そのためバリを残したままにしておくと、部品同士の組み付けに支障をきたしたり、部品同士が滑らかに動かなくなる原因になります。特にオイルなどが通る穴の中に発生したバリは、使用中に脱落し、別の場所に詰まって故障の原因になる場合もあります。さらにバリは鋭利に尖った形状をしているため、作業者や利用者が手を切るなどのケガにつながる場合もあります。過去には自転車の溶接部に残っていたバリで、自転車の使用者がケガをし、訴訟に発展したケースなどもあるくらい危険なものなのです。そのため発生したバリは取り除くのが基本です。
バリ取りは、工具などを用いて機械的に取り除く方法と、砥粒などをぶつけて削り取る方法が主に用いられています。

機械的方法
加工機でバリ取り用の刃物に付け替えて切り取る、刃物を用いて手作業で除去する、ブラシなどでこすり落とすなどの方法です。専用の刃物や工具、ブラシなど、さまざまなツールがあります。バリに直接作用するため、確実に除去することができます。一方で加工部位ごとの対応が求められるため、工数がかかります。
砥粒加工
バレル研磨やショットブラストなど、バリの発生部位に砥粒をぶつけて削り取る方法です。バリ取りだけでなく、部品の磨きなどの加工を兼ねて行うことも可能です。
その他には、部品を瞬間的な延焼にさらしてバリだけを燃やす方法や、化学的に溶解させる方法などが用いられます。

バリを防ぐ、取りやすくする方法

バリは除去するだけでなく、加工や設計の段階から防いだり、除去しやすくすることもできます。
たとえばバリは刃物が入る側には発生しにくく、刃物が出ていく側には発生しやすいという性質があります。その性質を利用し、ドリルを使った穴あけの方向を、部品の外側から内側に向かわせるのではなく、内側から外側に向ければ、バリが取りやすくなります。また一次加工でバリが発生する部位を二次加工でさらうような加工順にすれば、バリ取り作業は必要ありません。さらにバリは加工速度によっても発生しやすさが変わりますので、バリが発生しにくい速度で加工する方法もあります。
設計段階からのアプローチとしては、エッジ部分のC面取りや隅R加工が挙げられます。このような設計は、鋭利な形状を作らないだけでなくバリ取りを兼ねた加工をしたり、バリそのものが発生しにくい形状にする効果があります。