精密切削加工とは｜メリット・デメリットや超精密加工との違いを解説

• 精密切削加工のメリット・デメリットが知りたい
• 精密切削加工で使用できる素材が知りたい

精密切削加工の依頼を検討しているものの、このような疑問を持っている方は多いでしょう。

そこで本記事では、精密切削加工の概要やメリット・デメリット、使用できる素材について解説します。

超精密加工やナノ加工との違いについても紹介していますので、ぜひ参考にしてください。

精密切削加工とは

精密切削加工とは、高精度の切削加工が実現できる加工方法です。

まずは切削加工、精密加工それぞれについて解説します。

切削加工とは

切削加工とは、フライスや旋盤などの切削機を使った加工方法です。
切削機に刃物を取り付け、回転する刃物で材料を削り、目的の形状に加工します。

切削加工には、加工する形状や使用する工具により以下のような種類があります。

• ボール盤、旋盤、フライス盤と回転するドリルを使って、材料に円筒状の穴を空ける「穴あけ」
• 専用のバイト（ボーリングバー）を使い、大きく広げる「中ぐり」
• 切削工具を回転させ、固定した被削材を切削する「フライス削り」
• 被削材を往復運動させ、固定した腰折れバイトを当てて平面を削る「平削り」
• 固定した被削材に、水平方向に往復運動するバイトを当てて削る「形削り」
• 固定した被削材に、上下方向に往復運動するバイトを当てて削る「立削り」
• ブローチという工具で段階的に切削を行う「ブローチ削り」
• 連続した刃を持つのこを使って材料を切断する「のこ引き」

また、主な切削加工の用途には、以下のものがあります。

• 絞り成形加工品の試作
• 少量製作
• 簡易製作ができない薄板材の深絞り加工品
• 二次加工として切欠きを施す場合

精密加工

精密加工とは、その名の通り高い精度で材料を目的の形状に加工する方法です。
具体的には、おおむね1/1000mmスケールでの調整ができると精密加工にあたります。

また、1/1000 μmの加工精度を持つ場合は超精密加工と呼ばれ、さらに細かい制度での加工が可能です。

精密切削加工のメリット

精密切削加工のメリットは、以下の通りです。

• 金型の製作期間がないため短期間で加工ができる
• 金型の製作コストが発生しない
• 幅広い素材の加工に対応できる
• 機械の対応範囲なら複雑な形状にも対応できる

精密切削加工は材料をそのまま削るので、加工に金型を使用しません。
そのため、金型製作にかかる時間やコストを削減でき、短期間かつ低コストでの加工が実現可能です。

また、金属のほか、プラスチックや木材にも高精度の加工を施せます。
機械で対応できる範囲なら厚みに制限がないため、複雑な形状の加工も可能です。

精密切削加工は、試作品などの少量生産や加工品をひとつずつ品質管理しながら製作したいときに向いています。

精密切削加工のデメリット

精密切削加工には、以下のデメリットがあります。

• 大量生産には不向き
• 加工形状によっては加工時間が長くなる
• 切り屑による材料コストが発生する
• 刃物の管理が必要

精密切削加工は金型を使用しないため、大量生産には向いていません。
材料をひとつひとつ削って加工するため、大変な手間がかかります。

大量生産が必要な場合は加工に必要な時間が長くなり、コストも高くなってしまうでしょう。
また、精密切削加工は材料を削るため、かならず切り屑が発生します。

加工する形状や材料の大きさによっては大量の切り屑が発生するため、材料費のコストが高くなることもあるでしょう。

そのほか、加工の頻度や材料によっては、切削機械の刃物の摩耗が進んでしまいます。高精度を維持することや設計通りの寸法に仕上げるためには、刃物の適切な管理も求められます。

精密切削加工ができる素材

精密切削加工は、以下のような幅広い素材に対応しています。

• アルミ
• ステンレス
• 鉄
• 真鍮
• チタン
• 焼入鋼

また、精密切削加工で作れる形状は、主に以下の通りです。

• 丸物
• 角物
• 異形品
• 複雑形状　など

ただし、精密切削加工で対応可能な素材や加工形状は、加工業者によって異なります。

精密切削加工の依頼を検討しているときには、加工を希望する材料や形状に対応しているかどうかを確認するようにしましょう。

精密切削加工に関するよくある質問

ここでは、精密切削加工に関するよくある質問を紹介します。

精密加工と超精密加工・ナノ加工の違いは？

精密加工が、マイクロスケールでの加工方法を指すのに対して、超精密加工はナノスケールでの加工方法を指します。
超精密加工では、最大で1/1000 μmのスケールにおける加工を実現可能です。

また、超精密加工と似ている加工にナノ加工があります。

ナノ加工とは、切削やエッチングなどの方法により、nm（ナノメートル）台の精度あるいは誤差1μm以下での超精密な加工を行う技術の総称です。

ナノ加工は、一般的な工業機械では対応できません。
加工の際には、以下のような機械や作業環境を整える必要があります。

• ナノ加工機
• 室温が±0.2℃程度に保たれた環境
• 外部からの振動を遮断する構造の工場

切削加工と研削加工の違いは？

研削加工とは、被削材へ砥石を回転させながら当てて、表面を削り取る加工方法です。

材料を目的の形状に削るというよりは、表面を削ることで仕上げを行う目的で用いられています。
研削加工を行ったあとは表面がなめらかに仕上がるのも特徴です。

また、寸法精度が高く、切削加工では難しい高硬度の素材の加工にも対応できます。

ただし、一度に削り取れる量は少ないため、加工時間は切削加工よりも長くなる点に注意が必要です。

切削加工と旋削加工の違いは？

旋削加工とは、回転する材料に工具を押し当て、表面を削り取って加工する方法です。
円柱や円筒など、円形のものを加工する際に用いられます。

旋盤という専用の工作機械に、同じく専用の工具であるバイトを取り付けて加工を行うのが特徴です。
材料の回転数を変える、または複数のバイトを使い分けることで、複雑な形状の加工もできます。

まとめ

本記事では、精密切削加工の概要やメリット・デメリット、似ている加工方法との違いについて解説しました。

精密切削加工は小ロット生産に向いており、精度の高さを優先したいときに選択肢となります。
精密切削加工は幅広い素材に対応しているものの、実際に対応できる素材や形状は加工業者によって異なります。

精密切削加工を依頼する場合は、制作したい物の素材や形状に対応しているかよく確認し、適切な業者を選びましょう。

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