切削加工とプレス加工の違いとは？量産性と精度の観点で比較

はじめに

ものづくりの現場では、さまざまな加工方法が使われています。その中でも代表的なのが「切削加工」と「プレス加工」です。どちらも金属部品を作るために欠かせない加工方法ですが、加工の仕組みや得意なことは大きく異なります。

「どちらの加工方法が優れているのか」という疑問を持つ方も多いかもしれません。しかし、実際には優劣ではなく、製品の用途や必要な数量、求められる精度によって適した加工方法が変わります。

この記事では、切削加工とプレス加工の違いをわかりやすく解説し、特に「量産性」と「精度」という2つの視点から比較していきます。

切削加工とは

切削加工とは、金属の材料を少しずつ削りながら目的の形に仕上げる加工方法です。

イメージしやすい例としては、木材をノコギリやカンナで削って形を整える作業があります。金属加工では専用の機械を使って、回転する刃で材料を削っていきます。

例えば、

• 穴を開ける
• 溝を作る
• 円柱や四角形に削る
• 複雑な形状に仕上げる

といった加工が可能です。

材料を必要な形になるまで削るため、細かな調整がしやすく、高い精度で部品を作れることが大きな特徴です。

プレス加工とは

プレス加工は、金属の板に強い力を加えて形を作る加工方法です。

クッキーの型抜きをイメージするとわかりやすいでしょう。生地を型で押すことで同じ形が何枚も作れるように、金属も専用の型を使って一度に加工します。

プレス加工では、

• 金属を打ち抜く
• 曲げる
• 押し込んで形を作る

といった加工が行われます。

一度型を作れば、同じ形の製品を短時間で大量に作れるため、自動車や家電製品など、多くの部品で利用されています。

切削加工とプレス加工の基本的な違い

切削加工とプレス加工は、加工の考え方そのものが異なります。

切削加工は、材料を削って不要な部分を取り除きながら形を作ります。

一方、プレス加工は、材料を押したり曲げたりして形を変えます。

つまり、

切削加工は「削って作る加工」

プレス加工は「押して形を作る加工」

という違いがあります。

この違いが、生産できる数量や仕上がりの精度、コストなどに大きく影響しています。

量産性で比較するとプレス加工が有利

大量に同じ製品を作る場合は、プレス加工が圧倒的に有利です。

一度型を作れば短時間で大量生産できる

プレス加工では、最初に専用の型を製作します。

この型が完成すると、あとは材料をセットして加工するだけなので、数秒で一つの製品を作ることも可能です。

自動で連続加工できる設備も多く、数千個から数万個という大量生産にも対応できます。

そのため、

• 自動車部品
• 家電製品
• 建築金物
• 日用品

など、同じ部品を大量に作る製品ではプレス加工が多く採用されています。

切削加工は一つずつ削るため時間がかかる

一方、切削加工では、一つひとつの製品を削って仕上げます。

機械が自動で加工するとはいえ、

• 削る工程
• 穴を開ける工程
• 仕上げる工程

などを順番に行うため、どうしても加工時間は長くなります。

そのため、同じ部品を何万個も作る場合は、加工時間が大きな負担になります。

少量生産では切削加工が有利なこともある

ただし、数量が少ない場合は話が変わります。

プレス加工では型を作る必要がありますが、この型の製作には時間も費用もかかります。

例えば10個や50個程度しか作らない場合は、型代の負担が大きくなってしまいます。

そのようなケースでは、型が不要な切削加工の方が全体のコストを抑えられることも少なくありません。

精度で比較すると切削加工が有利

部品の精度を重視する場合は、切削加工が有利になるケースが多くあります。

非常に細かな寸法に対応しやすい

切削加工は、材料を少しずつ削りながら仕上げるため、細かな寸法調整ができます。

例えば、

• 穴の大きさ
• 厚み
• 溝の幅
• 表面の仕上がり

などを細かく管理しながら加工できます。

そのため、高い精度が求められる部品にも対応しやすいのが特徴です。

複雑な形状も加工しやすい

切削加工は、さまざまな方向から削ることができます。

そのため、

• 曲面
• 段差
• 深い溝
• 複雑な立体形状

なども比較的自由に加工できます。

設計変更にも対応しやすく、試作品の製作でもよく利用されています。

プレス加工は型の精度に左右される

プレス加工も高い精度で加工できますが、仕上がりは型の精度に大きく左右されます。

また、金属を押して変形させるため、

• わずかな反り
• 曲がり
• バラつき

が発生することもあります。

もちろん、現在のプレス加工技術は非常に進歩しており、高精度な製品も数多く作られています。

しかし、非常に細かな寸法管理が必要な場合は、切削加工が選ばれることが多くあります。

コスト面ではどちらが安いのか

加工費用は、生産数量によって大きく変わります。

少量なら切削加工

試作品や少量生産では、切削加工の方が安くなることが多くあります。

理由は、型を作る必要がないからです。

加工データを作成すれば、そのまま製作を始められるため、初期費用を抑えられます。

大量生産ならプレス加工

反対に、何千個、何万個と作る場合はプレス加工が有利になります。

最初に型代は必要ですが、一つあたりの加工時間が短くなるため、製品単価を大きく下げることができます。

そのため、多くのメーカーでは、

• 試作品は切削加工
• 量産はプレス加工

という流れを採用することも少なくありません。

どのような製品に使われているのか

それぞれの加工方法には得意分野があります。

切削加工が使われる製品

切削加工は、高い精度が求められる部品や複雑な形状の製品によく使われます。

例えば、

• 機械部品
• 医療機器の部品
• 精密機器の部品
• 試作品
• 金型の部品

などがあります。

一点ごとに品質が求められる製品では、切削加工の強みが発揮されます。

プレス加工が使われる製品

プレス加工は、同じ製品を大量に作る場面で活躍します。

代表的な製品には、

• 自動車のボディ部品
• 家電製品の金属部品
• パソコンの金属カバー
• 建築金物
• 金属ケース

などがあります。

身近な製品の多くにプレス加工が使われています。

切削加工とプレス加工は組み合わせて使われることも多い

実際の製造現場では、どちらか一方だけを使うとは限りません。

例えば、

最初にプレス加工で大まかな形を作り、その後に切削加工で穴の位置や寸法を細かく仕上げるという方法も広く採用されています。

このように加工方法を組み合わせることで、

• 生産効率
• 品質
• コスト

のバランスを取ることができます。

製品によって最適な工程を考えることが、ものづくりでは非常に重要です。

加工方法を選ぶときのポイント

切削加工とプレス加工のどちらを選ぶかは、次のような点を基準に判断されます。

生産数量

数個から数百個程度であれば切削加工が向いています。

一方で、数千個以上の大量生産ではプレス加工のメリットが大きくなります。

求められる精度

非常に細かな寸法や複雑な形状が必要な場合は、切削加工が適しています。

同じ形状を安定して大量に作る場合は、プレス加工が力を発揮します。

製造コスト

初期費用を抑えたい場合は切削加工が選ばれることが多く、大量生産で一つあたりの価格を下げたい場合はプレス加工が有利です。

納期

試作品や急ぎの製品では、型が不要な切削加工の方が早く対応できるケースがあります。

一方で、型が完成している製品であれば、プレス加工は短時間で大量に生産できます。

まとめ

切削加工とプレス加工は、どちらもものづくりに欠かせない加工方法ですが、それぞれ得意分野が異なります。

切削加工は、材料を削って形を作るため、高い精度や複雑な形状に対応しやすく、試作品や少量生産にも適しています。一方で、一つずつ加工するため、大量生産にはあまり向いていません。

一方、プレス加工は、専用の型を使って金属を押して加工するため、一度型を製作すれば同じ製品を短時間で大量に生産できます。大量生産ではコストを大きく抑えられることが大きなメリットです。

「精度を重視するなら切削加工」「量産性を重視するならプレス加工」というのが基本的な考え方ですが、実際の製造現場では両方を組み合わせて使うことも珍しくありません。

製品の形状や必要な数量、コスト、納期などを総合的に考えながら最適な加工方法を選ぶことが、高品質なものづくりにつながります。