プレス加工と切削加工の違いとは

プレス加工と切削加工には、加工方法だけでなく、適した生産量やコスト、形状にも違いがあります。本記事では、それぞれの特徴を比較し、どのようなケースで切削加工への切り替えを検討すべきか解説します。

プレス加工とは？

金型を用いて圧力をかけ成形する加工方法

プレス加工とは、金属などの材料に対して専用の機械で強い圧力をかけ、特定の形状に変形させる製造プロセスのことです。イメージとしては、生地を型で押し抜くクッキー作りに近い仕組みと言えます。あらかじめ製品の形状に合わせた金型を製作し、そこに材料をセットして圧力を加える流れが一般的です。具体的には、打ち抜きや曲げ、絞りといった工法によって材料に変形を加え、希望の形状へと成形していきます。材料を削り取るのではなく、金型を用いて形成を行うため、同じ形状の部品を繰り返し効率よく製造できる技術として広く活用されています。

プレス加工の主なメリット・デメリット

プレス加工を導入する大きな利点は、連続して同じ部品を製造できるため、生産効率が高いという点にあります。一方で、初期段階で専用の金型を用意しなければならない部分はデメリットと言えるでしょう。金型の製作には相応の時間と費用がかかる上、完成後も試し打ちや条件調整などの確認作業が欠かせません。また、材料の特性や形状によっては、加工中に割れやしわ、金属のスプリングバックといった意図しない現象が起きる場合もあります。そのため、事前の設計や材料選定を慎重に行う工夫が求められます。

切削加工とプレス加工の主な3つの違い

【量産性】大量生産に向くプレス加工と、単品対応が可能な切削加工

製造する部品の数量によって、どちらの加工方法が適しているかは変化する要素です。プレス加工は事前に作成した金型を用いて連続的に成形を行うため、中～大量生産に適した工法と言えます。同じ仕様の部品を数多く必要とする製品づくりで力を発揮するでしょう。対する切削加工は、金型を必要とせず、材料を削り出して成形する方式を採用しています。プログラミングや治具の準備が必要となるものの、金型製作の工程がない分、初期の立ち上げを比較的スムーズに進められます。そのため、1個からの試作や小ロットでの製造にも柔軟に対応できる点に違いがあります。

【精度・形状】微細な寸法調整や、複雑形状の対応力に優れる切削加工

仕上がりの寸法精度や対応できる形状の範囲も、検討時に確認したい比較要素です。プレス加工は高精度な金型や管理によって優れた品質を維持できる反面、材料の応力や成形時の影響で微小な寸法変化が起きる場合もあります。これに対して切削加工は、工具を用いて少しずつ形状を整えるため、精密切削であればμm単位の厳しい寸法公差が要求される部品にも対応できる可能性を秘めています。さらに、多方向からの削り込みによって複雑な立体形状や曲面を作る技術にも長けており、高い寸法精度と自由な形状変更が求められる場合に有効な工法と言えるでしょう。

【コスト】金型による初期費用の有無と、生産数によるトータル費用の逆転

製造にかかるコストを考える際、初期投資と加工単価のバランスを見極める姿勢が大切です。プレス加工は金型の製作費が発生するため初期コストが高くなるものの、加工自体は短時間で行えるため、生産数が多くなるほど部品1個あたりの費用を抑えやすくなります。一方の切削加工は、金型が不要であることから初期費用を低く抑えられる点が大きな強みと言えるでしょう。しかし、削り出す工程に一定の時間を要することや素材から不要部分を除去するため、材料ロスが発生します。そのため、数量が増えるとトータル費用がプレス加工を上回るケースも見られます。金型費や材料費、加工時間を総合的に考慮して損益分岐点を見極める判断が大切です。

プレス加工から切削加工へ切り替える基準

生産ロット数（試作や小・中ロット生産の場合）

これまでプレス加工を行っていた製品であっても、生産計画の変更によって工法の見直しが必要になることがあります。特に試作品の開発や小・中ロットでの生産へ移行する場合は、切削加工への切り替えを検討する価値があるでしょう。数量が限られている状況で新しく金型を製作すると、製品1個あたりに占める金型費の割合が高くなり、全体のコストを押し上げてしまうためです。金型費を含めた総費用を比較検討した結果、金型を必要としない切削加工を選んだ方が、費用面で合理的な選択となるケースが存在します。

特注品など、より高い加工精度や複雑な形状が要求される場合

製品の仕様変更に伴い、従来の成形方法では対応が難しくなった際も切り替えの目安となります。例えば、プレス加工では成形が困難な複雑な立体形状や、局所的な寸法調整が必要となる特注品を扱う場面です。一般的な切削加工においても工具の半径による形状の制約はあるものの、高度な制御技術を用いることで微細な形状や立体的な形状に対して柔軟なアプローチが可能になります。プレス成形での限界を感じた場合や、高い寸法精度が求められ、切削加工の特性が適している場合には、切削加工への移行が効果的な手段となり得ます。

金型製作工程を省き、短納期での部品調達が必要なケース

製品の立ち上げスケジュールが逼迫しており、一刻も早く部品を手配したい状況でも工法の切り替えが検討されます。プレス加工を新しく始める場合、金型の設計から製作、さらには試し打ちによる修正作業など、稼働までに一定の準備期間を確保しなければなりません。その点、切削加工であれば金型を新調する工程が存在しないため、材料の手配やプログラミング作業が整えば、比較的早い段階で実加工へ進むことが可能です。新規に金型を作る時間を確保できない切迫した納期においては、切削加工が有効な選択肢となり得ます。

まとめ

本記事ではプレス加工と切削加工の違いについて、量産性や精度、コストなどの観点から比較を行いました。プレス加工は金型を用いた中～大量生産に適しており、切削加工は金型不要で試作や複雑形状の加工に柔軟に対応できるという強みを持っています。工法を選ぶ際は、単に生産数量だけで決めるのではなく、求められる形状や材質、公差、金型費といった様々な要素を総合的に考慮することが大切です。自社の条件や目的に合致した最適な加工会社を見つけ、スムーズな部品調達へとつなげていきましょう。

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