拙著『図解!わかりやすーい 機械技術者のための材料選定実務入門』が、日刊工業新聞社より発売されます(2025年7月18日)。「図解!わかりやすーい」シリーズの第4弾です。今回はフローチャートを使って、材料選定の方法をわかりやすく解説しました。
技術者が利用できる材料には膨大な種類が存在します。これらの無数の選択肢の中から製品の要求事項に見合う適切な材料を選定することは容易ではありません。いざ材料について学ぼうと専門書を手に取ると、難しい用語や細かな評価手法の解説などが並んでいて、なかなか前に進めないという経験をお持ちの方も多いのではないでしょうか。
そこで本書は、機械技術者が実務で直面する課題(○○したい)をまず設定し、そこからフローチャートを使って材料を選定するというスタイルで解説しました。一つのテーマは原則見開の2ページで解説し、フローチャートを左ページに掲載しています。用語の解説などは極力本文では触れず、材料選定のイメージを掴むことを優先しました。用語の解説や材料の詳細な情報は付録にまとめて掲載しています。
<目次>
序章 材料選定の重要性と材料の基礎知識
0-1 工業材料の概要
0-2 材料選定の重要性
0-3 材料特性
0-4 材料特性の調整
0-5 材料の加工方法
0-6 材料の形状
第1章 [物理特性]材料選定フローチャート
1-1 製品を軽くしたい
1-2 透明な材料がほしい
1-3 磁石にくっつくようにしたい
1-4 磁石にくっつかないようにしたい
1-5 撥水性または親水性のある材料を使いたい
1-6 水を吸収させたい
1-7 ガスバリア性(酸素/水蒸気)の高いフィルムを使いたい
<コラム①>
彼を知り己を知れば、百戦殆うからず
第2章 [機械特性]材料選定フローチャート
2-1 力をかけても変形しにくい製品にしたい
2-2 よく伸びる材料
2-3 圧縮したときの膨らみ方を調整したい
2-4 金属材料の塑性変形のしやすさを調整したい
2-5 表面の傷や摩耗を防ぎたい
2-6 衝撃に耐えられるようにしたい
2-7 振動や音の影響を減らしたい
2-8 ばねとして使いたい
<コラム②>
弓ケ浜半島
第3章 [熱特性]材料選定フローチャート
3-1 高温に耐えられるようにしたい
3-2 温度変化で寸法が変わらないようにしたい
3-3 断熱性を高めたい
3-4 熱を早く伝えたい
3-5 燃えにくくしたい
3-6 低い温度で溶融させたい
<コラム③>
1円硬貨の活用法
第4章 [化学特性]材料選定フローチャート
4-1 酸に耐えられる材料にしたい
4-2 アルカリに耐えられる材料にしたい
4-3 アルコールに耐えられる材料
4-4 海水が付着しても長期間使用できる金属材料
4-5 特殊処理せず淡水中で使いたい
4-6 紫外線に強いプラスチック/ゴムを使いたい
<コラム④>
真ちゅうの魅力
第5章 [電気特性]材料選定フローチャート
5-1 電気をたくさん流したい
5-2 電気を流さないようにしたい
5-3 電気をたくさん貯めたい
5-4 電磁障害を防ぎたい
5-5 高周波電場での損失を抑えたい
5-6 放射線を遮蔽したい(X線/ガンマ線)
<コラム⑤>
マイクロプラスチック
第6章 [加工特性]材料選定フローチャート
6-1 切削加工しやすい金属材料を選びたい
6-2 金属材料をプレス加工したい
6-3 金属材料を押出加工したい
6-4 鉄鋼材料を溶接したい
6-5 金属材料をダイカストで使いたい
6-6 3Dプリンタで使いたい
6-7 接着しにくいプラスチックとゴムを知りたい
<コラム⑥>
ゴムと熱可塑性エラストマー(TPE)
第7章 [その他の特性]材料選定フローチャート
7-1 自己潤滑性のある材料を使いたい
7-2 コストパフォーマンスのよい材料を使いたい
7-3 高級感のある材質にしたい
7-4 金属アレルギー反応を起こしにくい材料を知っておきたい
7-5 抗菌性のある材料を使いたい
7-6 生分解性、植物由来の材料を使いたい
7-8 リサイクルしやすい材料を使いたい
<コラム⑦>
キッチンで使われている無機材料
付録 材料選定便利帳
付録(1) 材料一覧
付録(2) 材料選定キーワード