2020/08/09 (更新日: 2020/08/30)

機械設計における材料選定の基準【ポイントは3つです】

加工材料の知識

こういった疑問について解説していきます。

材料選定における基準というのは案外あいまいなものが多く，材料の種類も膨大な数があることから，材料選定に悩む方も少なくないのではないでしょうか。

また，材料の特性一覧を文字だけで見たところで，具体的な活用方法，用途についてはイメージしづらいことかと思います。

本記事では，こういった悩みを解決できるように，出来るだけわかりやすく材料選定の基準についてまとめました。

本記事を読めばわかること

• 材料選定の基準3ポイントが分かる
• 材料特性の見方を理解した上で具体的に何に使えるのか，その用途までわかる

目次

1. 材料選定の基準となるポイントは3つ
2. 各材料の特性～具体的用途について

著者の略歴

• 高専で機械工学を専攻
• 現在は機械設計エンジニアとして働く

1.材料選定の基準となるポイントは3つ

結論から先に述べると，下記3点が材料選定の基準となるポイントです。

1. 性能：要求される性能に対してそれを満たしているか？
2. 流通形状：一般に入手できる形状かどうか？
3. コスト：上記条件を満たすうえで，最も安い入手できるか？

ただ，これだけ見てもイメージしづいかと思いますので，それぞれのポイントについて解説していきます。

性能：要求される性能に対してそれを満たしているか？

要求される性能と1言で書くのは簡単ですが，検討すべき性能というのは様々あります。

実際の設計によりここは大きく変わってくることになるでしょうが，大まかに考えるべきポイントを下記に書いてみました。

• 強度：材料の硬さのこと
• 剛性：材料に力が加わったときの変形のしにくさのこと
• 耐衝撃性：割れやすさ（硬い材料ほど割れやすくなる）
• 耐疲労性：繰り返し使用することによる材料劣化具合
• 耐熱性：材料が安定して使用できる温度
• 耐腐食性：錆びに強いか？薬品に強いか？
• 対候性：屋外で使用可能か？

当然，すべての特性において完璧な材料は存在しないので，優先順位を決めてどの特性を第一に考えるかが大切になってきます。

流通形状：一般に入手できる形状かどうか？

材料の形状は大まかに下記のような種類があります。

• 平鋼
• 丸棒
• 四角棒
• 六角棒
• 鋼板
• アングル材

またすべての材料がこれらすべての形状で流通しているわけではなく，その材料の生産方法などにより入手しやすい形状や，そもそも流通がない形状などもあります。

もちろんレーザーやワイヤー放電，溶接などの加工を駆使することでどの形状も作れないことはないのですが，その分コストも高くなってきます。

出来る限り流通のある材料を選定したほうがいいでしょう。

コスト：上記条件を満たすうえで，最も安い入手できるか？

流通の部分でも話に上げましたが，設計をする上で「製作コスト」の話は避けては通れません。

当然，高スペックな材料を選定したり，高度な技術を要する加工法を駆使することで目的の材料を手に入れることは可能です。

しかし，我々設計者は「いかに低コストでこれらの要求を満たす材料を選定するか，ひいては機械や装置を製作するか」が重要になってきます。

ある程度の安全率や余裕度は必要ですが，オーバースペックになりすぎない様な選定を行う必要があります。

2.各材料の特性～具体的用途について

さて，それでは具体的にどんな材料を選定すればいいのでしょうか？

適切な材料を選定するためにも，それぞれの特性を知ることは重要です。

各材料の特性とその用途について見ていきましょう。

以上で材料選定の基準についての解説は終わりです。

各材料についてさらに詳しく知りたい方は下記記事からどうぞ。

機械設計における材料選定方法【選定チャート有り】

材料選定のやり方が知りたい。色々調べてみたけど，種類が多すぎて結局どれがいいのか分からない。もっと簡単に選定出来るチャートがあったら…。この記事は，こういった方向けに書いています。【10秒で】出来る選定チャートを使って大まかな選定をし，そこから各材料の特性について解説していきます。

基準 材料選定 選定チャート 金属

• facebook
• Tweet
• hatebu
• Share
• Read Later