テストピースについて専門家が解説！用途や材質、サイズ、価格についてご紹介しています！

テストピースは、製品の設計の前段階に必要とされます。設計前の社内での品質評価用だったり、研究開発用だったり、様々なケースの試験にテストピースが使われます。そのテストピースで試験した結果により製品が設計され、製作されるのです。しかし、必要なテストピースをどこでどうやって発注すれば良いかわからず、悩んでしまうかもしれません。

「素材の強度がどのくらいか知りたい」

「製品と同じ材質で作って欲しい・・・」

「指定したサイズをなるべく安価で依頼したい」

こんなテストピースについての悩みを解消できるように、本記事ではテストピースの用途や材質、サイズから価格に至るまでをご紹介します。

テストピースとは

引用元：東洋機械加工株式会社

テストピースとは試験片や試験体、供試体ともいい、製品を作る材料の性能を調べるために切り取った「片」のことです。

製品の金属材料を切断し、試験の用途に応じて各種試験片に加工します。

旋削・切削・研磨などで加工されたテストピースは、規格などのサイズに合っているかをノギスなどで検査し完成です。

完成したテストピースは、機械的性質や材料の強度を調べるため、評価・比較する様々な試験に使います。

テストピースの試験結果が素材の性能の保障にも利用されるため、厳しいチェックを行います。JIS規格やASTM規格、要望のある場合は社内企画も満たさなければなりません。

そのため、テストピースは安定した品質の素材で作られます。

テストピースの規格

テストピースの規格にはさまざまなものがあります。主な規格は以下の通りです。

テストピースの主な規格

JIS規格・・・日本工業規格
ASTM規格・・・世界のスタンダード規格
AMS規格・・・航空宇宙規格
企業や団体で独自に定めている規格

テストピースはなにに使われるの？

テストピースは表面処理・加工・溶接などのテストに使われます。他にも、疲労試験・引張試験・衝撃試験・硬さ試験などがあります。

製品は、どんな素材を使ってどのように設計されるかで性能や強度が違ってきますので、さまざまな試験をし、素材の性能や強度を知る必要があります。

そこで、製品に使われる金属の素材で作られたテストピースで試験が行われます。それでは、テストピースの主なテストをご紹介します。

表面処理のテスト

表面処理のテスト
研磨試験用	ヘアライン研磨、バフ研磨、ラップ鏡面研磨、電解研磨
ブラスト試験用	オーステナイト系ステンレスからフェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス
めっき試験用	溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、ニッケルめっき、金・銀・銅・めっき
アルマイト試験用	硫酸アルマイト、リン酸アルマイト、潤滑アルマイト、クロム酸アルマイト
塗装試験用	カチオン電着塗装、アニオン電着塗装、焼き付け塗装(メラミン、エポキシ・ウレタン)
熱処理試験用	焼入、真空焼入、調質処理
化成処理試験用	リン酸亜鉛処理、クロメート処理（アロジン処理）、リン酸マンガン、塑性加工用潤滑処理、耐候性さび安定化処理

加工テストの種類

精密旋盤加工, 精密切削加工, 薄板加工, レーザー加工, 引張試験片加工, 溝加工, 段差加工, 長穴・スリット加工, 短冊加工, 曲げ加工, 円筒加工, ディスク加工, リング加工, 穴あけ・タップ(ねじ切り)加工

※精密旋盤加工：丸棒やディスクを切削・穴あけ・タップ(ねじ切り)加工など

※精密切削加工：板やブロックを切削・穴あけ・タップ(ねじ切り)加工

参考：【金属加工】金属加工の特徴や種類について徹底解説!!

溶接テスト

溶接作業を試験するためのテストピースです。溶接検定試験のためや溶接技術を磨くための練習にも使われます。

参考：溶接の種類はこの記事だけでOK！3分でわかる金属加工で代表的溶接方法！

テストピースとしてよく使われる材質

テストピースによく使われる材質から、4種類を製品事例と共にご紹介します。

鉄

引用元：日本金属探知機製造株式会社

上画像は、検針器や金属探知機が、正常に動作するかテストするための鉄球のテストピースです。このような特殊なテストピースもあります。

鉄のテストピースには、SS400からハイテン材まで、色々な種類の鉄鋼材があります。

鉄のテストピースの種類

普通鋼
特殊鋼・機械構造用
特殊鋼・工具鋼
鋳鉄品
表面処理鋼板
鉄球

ステンレス

ステンレス鋼の試験素材には、快削ステンレスから代表的な鋼種、耐熱鋼、耐食性、機械的特性を与えたものまであります。

ステンレス鋼のテストピースの種類

オーステナイト系
フェライト系
マルテンサイト系
析出硬化系

アルミ

引用元：株式会社アサヒビーテクノ

上画像は、アルミの金属材料引張試験用のテストピースです。アルミニウムの試験素材は、熱処理系や非熱処理系のアルミ合金などもあります。

アルミのテストピースの種類

圧延材
ダイカスト
鋳物

樹脂

樹脂のテストピースもありますのでいくつかご紹介します。一般流通汎用品やペレット、成型加工のためのテストピースになります。

樹脂のテストピースの種類
オレフィン系樹脂	ポリエチレン(PE) ポリプロピレン(PP) エチレン酢酸ビニル樹脂(EVA)
塩化ビニル系樹脂	ポリ塩化ビニル(PVC)
スチレン樹脂	ポリスチレン(PS) アクリロニトリルスチレン樹脂(AS) アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)
アクリル系樹脂	アクリル(PMMA)

テストピースのサイズについて

テストピースのサイズは、用途や規格により変わってきます。必要なテストピースのサイズや規格がわからずに困った時は、Mitsuriへお気軽にお問い合わせください！

金属材料引張試験片(JIS Z 2241)

引用元：株式会社アサヒビーテクノ

金属材料引張試験片は、金属素材を「板状試験片」や「棒状試験片」、「菅状試験片」、「円弧状試験片」、「線状試験片」など必要な形状に加工し、引張荷重をかけ応力・ひずみを測定します。これによって、弾性率・弾性限度・比例限度・降伏点・引張強さが調べられます。

引用元：株式会社アサヒビーテクノ

【試験片JIS Z 2241金属材料引張試験片(板状)の寸法】

金属材料衝撃試験片(JIS Z 2242)

引用元：株式会社アサヒビーテクノ

金属材料衝撃試験片は、VノッチやUノッチ加工して角柱状にした金属素材の切り欠きの部分を、反対側からハンマーなどで打って衝撃を与え破壊し、靭性を求めます。

上画像の金属材料衝撃試験片のVノッチUノッチ・切欠き部のサイズは、以下のようになっています。

引用元：alibaba.com

金属材料衝撃試験片(JIS Z 2242)に使用するテストピースの縦・横・長さは、VノッチもUノッチも共通で縦10(±0.05)x横10(±0.05)x長さ55(±0.6)mm になります。異なる切欠き部と先端の肩半径のサイズは、それぞれ下記の通りです。

各切欠き部・先端肩半径のサイズ
Vノッチ試験片	切欠き部 45°(±2°)・先端 R 0.25(±0.025)mm
Uノッチ試験片a	切欠き部 2(±0.14)x2mm・先端 R1 (±0.07)mm
Uノッチ試験片b	切欠き部 2(±0.14)x5mm・先端 R1 (±0.07)mm

塗料一般試験片

JIS K5600-5-10(塗料一般試験方法−塗膜の機械的性質に関する試験方法)の規格に沿ったSPCCの試験片です。代表的なサイズは50mm×50mm×1mmです。

テストピースの価格

色々な素材のテストピースの価格を調べてみましたので、参考にしてみてください。価格は税抜表示になっています。(通販モノタロウ2019年11月調べ)

金属
ダル鋼板(冷間圧延)	150×70×0.8(mm)	100枚	6,330円
ステンレス板	150×70×0.8(mm)	100枚	19,000円
アルミニウム	150×70×0.8(mm)	100枚	12500円
ブリキ板	200×80×0.3(mm)	100枚	4,500円
鉄球テストピース	φ0.8(mm)	1コ	2,500円

樹脂
ABS樹脂	150×70×2.0(mm)	50枚	6,500円
FRP板(片面ゲルコート)	150×70×2.0(mm)	50枚	19,000円
アクリル樹脂	150×70×2.0(mm)	50枚	6,250円
ポリカーボネイト板	150×70×2.0(mm)	50枚	7250円
塩化ビニル樹脂	150×70×2.0(mm)	50枚	6,000円

ブラスト・鏡面処理
グリッドブラスト処理鋼板SS400	150×70×3.2(ｍｍ)	50枚	20,400円
サンドブラスト処理鋼板SS400	150×70×2.3(ｍｍ)	50枚	12,100円
ショットブラスト処理鋼板SS400	150×70×3.2(ｍｍ)	50枚	20,400円
鏡面仕上げステンレス	150×70×0.8(ｍｍ)	50枚	17,500円

化成処理
アルマイト処理アルミニウム	50×50×3.0(mm)	100枚	11,000円
クロメート処理アルミニウム	150×70×0.8(mm)	50枚	15,000円