プレス加工のメリット・デメリットとは？他工法との違いも紹介

ものづくりの現場では、金属板を加工してさまざまな製品や部品が作られています。その中でも広く利用されている加工方法のひとつが「プレス加工」です。

自動車部品や家電製品、建築金物、電子機器の部品など、私たちの身の回りにある多くの製品にプレス加工が活用されています。しかし、「プレス加工とはどのような加工なのか」「他の加工方法と何が違うのか」と疑問を持つ方も多いのではないでしょうか。

この記事では、プレス加工の基本的な仕組みからメリット・デメリット、さらに他工法との違いまで、専門用語をできるだけ使わずにわかりやすく解説します。

プレス加工とは

プレス加工とは、金属板に強い力を加えて切ったり曲げたりしながら目的の形状に加工する方法です。

専用の型を機械に取り付け、その間に材料を挟んで圧力をかけることで製品を作ります。

粘土を型に押し付けて形を作るイメージに近く、同じ形状の製品を大量に作るのに適しています。

プレス加工は主に以下のような用途で利用されています。

• 自動車部品
• 家電製品の内部部品
• 建築金物
• 電子機器部品
• 日用品
• 精密部品

大量生産が必要な製品では欠かせない加工方法となっています。

プレス加工でできること

プレス加工にはさまざまな種類があります。

金属板を切り抜く

金属板から必要な形状を切り出す加工です。

穴を開けたり外形を切り抜いたりすることができます。

身近な例では、金属製ブラケットや金具などの製造に利用されています。

金属板を曲げる

平らな金属板を立体的な形状へ変える加工です。

L字型やコの字型など、多様な形状を作ることができます。

金属板を立体的に成形する

金属板を押し込んで立体形状にする加工です。

容器やカバー部品など、奥行きのある製品の製造に利用されます。

表面に模様や文字を付ける

金型に刻まれた模様や文字を材料へ転写することも可能です。

製品名やロゴなどを加工時に入れることができます。

プレス加工のメリット

プレス加工が多くの製造現場で採用されている理由は、数多くのメリットがあるためです。

大量生産に向いている

プレス加工最大のメリットは生産スピードの速さです。

一度型を製作してしまえば、同じ製品を短時間で次々と作ることができます。

例えば切削加工では1個ずつ削る必要がありますが、プレス加工では数秒で加工が完了することもあります。

生産数量が多い製品では大きな効果を発揮します。

製品ごとのコストを抑えられる

大量生産になるほど、1個あたりの製造コストを低くできます。

型の製作には費用がかかりますが、その後は高速で製造できるため、数量が増えるほどコストメリットが大きくなります。

そのため、自動車や家電など大量生産品で広く利用されています。

品質が安定しやすい

同じ型を使用して加工するため、製品の寸法や形状が安定しやすい特徴があります。

作業者ごとのばらつきも少なく、均一な品質を維持しやすくなります。

品質の安定は不良削減にもつながります。

複雑な形状を効率よく作れる

複数の加工を組み合わせることで、複雑な形状の部品も効率よく製造できます。

切る・曲げる・成形するといった工程を連続で行えるため、生産効率が高まります。

材料の無駄を減らせる

型の配置を工夫することで、材料を効率よく使用できます。

切りくずが大量に発生する加工方法と比べると、材料の利用効率が高いケースも多くあります。

自動化しやすい

プレス加工は自動化設備との相性が良い加工方法です。

材料供給から完成品の排出まで自動化できるため、省人化にも貢献します。

人手不足への対策としても注目されています。

プレス加工のデメリット

多くのメリットがある一方で、プレス加工には注意すべき点もあります。

型の製作費用が高い

プレス加工では専用の型が必要です。

製品ごとに型を作る必要があるため、初期費用が大きくなります。

少量生産の場合は型代を回収できず、かえってコストが高くなることがあります。

設計変更に対応しにくい

製品形状を変更する場合、型の修正や再製作が必要になることがあります。

そのため、試作品を何度も変更するような開発段階には向かない場合があります。

少量生産では不利

数十個や数百個程度の生産では、型代の負担が大きくなります。

数量が少ない場合は他の加工方法の方が安くなるケースもあります。

厚い材料の加工に限界がある

プレス加工は主に板材を対象としています。

非常に厚い材料や大型の部品では対応が難しい場合があります。

型の管理が必要

型は使用するたびに少しずつ摩耗します。

品質を維持するためには定期的な点検やメンテナンスが必要です。

適切な管理を行わないと製品品質に影響が出る可能性があります。

プレス加工と切削加工の違い

加工方法を検討する際によく比較されるのが切削加工です。

切削加工とは

切削加工は工具を使って材料を削り、目的の形状を作る加工方法です。

金属の塊から不要部分を削り取って製品を完成させます。

生産数量の違い

切削加工は少量生産に向いています。

一方、プレス加工は大量生産に向いています。

試作品や少量品であれば切削加工、量産品であればプレス加工が選ばれることが一般的です。

初期費用の違い

切削加工は専用型が不要なため初期費用を抑えられます。

プレス加工は型代が必要になります。

製造スピードの違い

大量生産時のスピードはプレス加工が圧倒的に有利です。

同じ製品を何万個も作る場合は大きな差が生まれます。

プレス加工とレーザー加工の違い

近年ではレーザー加工も広く利用されています。

レーザー加工とは

高出力のレーザー光を使って材料を切断する加工方法です。

型が不要で自由な形状を加工できます。

柔軟性の違い

レーザー加工はデータを変更するだけで形状変更が可能です。

試作品や多品種少量生産に向いています。

プレス加工は型が必要なため、形状変更の自由度は低くなります。

コストの違い

少量生産ではレーザー加工が有利です。

大量生産になるとプレス加工の方がコストを抑えられることが多くなります。

プレス加工と板金加工の違い

板金加工とプレス加工は混同されることがあります。

板金加工とは

板金加工は金属板を切断・曲げ・溶接などの工程で加工する方法です。

比較的少量の製品製造に利用されます。

生産方式の違い

板金加工は柔軟性が高く、多品種少量生産に適しています。

プレス加工は同じ製品を大量に作ることに優れています。

初期投資の違い

板金加工は専用型が不要な場合が多く、初期費用を抑えられます。

プレス加工は型への投資が必要ですが、量産時のコストメリットがあります。

プレス加工が向いている製品

プレス加工は以下のような製品に適しています。

生産数量が多い製品

自動車部品や家電部品など、大量生産される製品に向いています。

同じ形状を繰り返し作る製品

品質のばらつきを抑えながら安定生産が可能です。

薄い金属板を使用する製品

金属板を効率よく加工できるため、多くの板金部品で採用されています。

コスト競争力が求められる製品

大量生産によるコスト削減効果を活かせます。

プレス加工が向いていないケース

すべての製品にプレス加工が適しているわけではありません。

試作品の製作

設計変更が多い段階では型代が負担になります。

生産数量が少ない製品

少量生産では切削加工やレーザー加工の方が経済的な場合があります。

頻繁に仕様変更が発生する製品

型の修正が必要になるため、柔軟な対応が難しくなります。

まとめ

プレス加工は、金属板を型で押しながら加工する方法で、大量生産に非常に優れた加工技術です。

生産スピードが速く、コストを抑えやすく、品質も安定しやすいという大きなメリットがあります。一方で、型の製作費用が必要であり、少量生産や頻繁な設計変更には向いていないというデメリットもあります。

また、切削加工やレーザー加工、板金加工など他の加工方法にはそれぞれ得意分野があります。そのため、「どの加工方法が優れているか」ではなく、「製品の形状や数量、コストに応じて最適な方法を選ぶこと」が重要です。

プレス加工の特徴を正しく理解することで、自社製品に最適な加工方法を選定しやすくなり、品質向上やコスト削減にもつながるでしょう。