金属加工には必須/切削加工のメリット・デメリット

金属加工には必須/切削加工のメリット・デメリット

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※本シリーズは設計者の皆さまの学習にお役立ていただくために、一般的な製造手法のノウハウについてご紹介します。記事内でご紹介する内容はプロトラブズにて未展開のものも含まれます。


≪目次≫

1.切削加工の特徴や種類

(1)切削加工とは

(2)切削加工の種類

2.切削加工のメリット

3.切削加工のデメリット 

4.業者の得意分野を見極めることが大切


自社製品に使う金属パーツなどの製造を検討したことがある会社の方であれば、切削加工(せっさくかこう)という単語を聞いたことがあると思います。切削加工とは機械で金属や樹脂を削る加工方法です。

しかし、一口に切削加工といってもその種類はさまざまで、加工できる製品の種類も異なります。また、切削加工ならではのメリットもありますがデメリットもあるので「よく知らない……」という方は知っておくべきでしょう。

今回は、切削加工のことをよく知らないという方のために、切削加工の特徴や種類、メリット・デメリットをご紹介します。

 

1.切削加工の特徴や種類

まず切削加工の種類ごとの特徴をご紹介します。

 

(1)切削加工とは

「切削加工」とは専用の機械を使って、金属や樹脂を削り設計通りの形状に成形していく加工方法です。金属を使った製品を作るための、もっともメジャーな加工方法といえるでしょう。なお、切削加工は材料の余計な部分を削って(除去して)成形することから「除去加工」と呼ばれることもあります。

切削加工では対象となる製品の加工に最適な工具を選択できる「マシニングセンタ」という機械を使って、設計通りの形状に少しずつ切削しながら製品の成形を行うのが一般的です。作りたい製品の大きさやデザインに応じて、旋盤やNCフライス盤、ジグ中ぐり盤といった機器の中から、最適なものが選択されます。

 

(2)切削加工の種類

切削加工は、旋盤加工(せんばんかこう)とフライス加工、穴あけ加工の大きく3種類に分類されます。

 

・旋盤加工

「旋盤加工」とは、回転させた素材に切削用の工具を当てて削っていく加工方法です。なお、旋盤加工は「ターニング」と呼ばれる場合もあります。旋盤という機械で素材を固定し、バイトと呼ばれる工具で素材を削ることで、ボルトやピン、シャフト、コネクタといった製品の加工が可能です。

 

・フライス加工

「フライス加工」とは、刃を回転させて素材を削り取る加工方法で「ミーリング」とも呼ばれる加工方法になります。素材をフライス盤という機材に固定し、高速で回転する刃を滑らかに移動させることで成形を行う点が特徴です。フライス加工は四角い金属素材の加工を得意としています。

 

・穴あけ加工

「穴あけ加工」とは、文字通り回転させた工具で素材に穴を開ける加工方法です。「ドリリング」とも呼ばれています。ドリルで開けた穴を、リーマやタップと呼ばれる工具を使って加工することが一般的です。穴あけ加工は、主にボルトやネジ、シャフトフォルダーといった製品の加工を得意としています。

 

2.切削加工のメリット

切削加工のメリットは、金属や樹脂材料をさまざまな大きさ、厚さ、形状に加工することで高品質な製品が作れる点になります。

コンピューターによる制御が可能なため、設計が比較的簡単で精密なデザインができることに加え、サイズなどの微調整もしやすい点が特徴です。そのため、複雑かつ精密なデザインの製品が、最低1個からでも生産できます。また、切削加工は材料の厚みの差による制限をほとんど受けないため、プレス加工や板金加工と比べてもアドバンテージがあるといえるでしょう。

金型の準備も不要なので、納期が短くても対応できるケースがほとんどです。さらに、鉄以外にもアルミや真鍮、ステンレス、樹脂、銅といったその他の材料を使うことで、バリエーションに富んだ製品開発ができます。

 

3.切削加工のデメリット

切削加工を行う業者は扱える素材のサイズや材料が異なることが多く、場合によっては作りたい製品にマッチした業者が見つけづらいことがあります。例えば、大型の鉄に特化している業者はアルミニウムの小型製品の加工は不得意であったり、小型部品を専門に作っている業者は、何メートルもある大型製品を作ることができなかったりする場合があるということです。

そのため、切削加工ができる業者であっても、得意な大きさや素材は何なのか発注前に確認しておく必要があります。

 

また、切削加工は素材を削りながら製品を加工するという性質上、時間が長くかかるため大量生産には不向きです。さらに、ひとつひとつ製品を削りだす必要があることから、切り屑が無駄になることも含め、コストが割高になる点もデメリットだといえます。

この辺りは金型の初期投資が必要になりますが、安価な大量生産が可能な成形品との大きな違いといえるでしょう。

 

4.業者の得意分野を見極めることが大切

金属製品のメジャーな加工方法である切削加工は、業者ごとの得意分野が明確です。そのため、業者の得意分野を見極め、自社が望む製品の開発ができる能力があるかどうかを判断することが重要になります。

なお、当社プロトラブズのCNC切削加工サービスは、年産55,000パーツ以上のキャパシティが自慢です。試作パーツの加工はもちろん、治工具などの製造や形状、嵌合(かんごう)確認にもご希望のスケジュールで対応いたします。

また、3DCADで設計した形状デジタルデータから直接製造できるため、納期とコストの圧縮が可能です。弊社独自のソフトウェアが高いQCDを実現します。

切削加工で製品の開発を検討されている場合は、ぜひコチラからお気軽にご相談ください。