鋳物部品を「削り出し加工」で作るメリットについて

鋳物とは
鋳物とは、溶かした金属を鋳型に注ぎ込む方法で作られた素材のことをいいます。
大量生産品や大きな部品に適した製造方法で、複雑な形状を一体で鋳造する事によって
材料費や加工費を大きくコストダウンすることができます。
一方で、鋳型を作るための初期費用が発生したり、鋳物特有の欠陥（鋳巣、形状不良など）を
抑えるため一定の品質管理レベルが求められるという難点があります。

鋳物についての詳細情報や、渡邊製作所の鋳物加工事例についてはこちらをご覧ください
鋳物加工ならお任せください｜材料調達から加工まで対応｜渡邊製作所

削り出し加工とは
削り出し加工とは、素材の塊（ブロックや丸棒など）から全て切削加工で部品を作る製造方法を指します。
試作や少量生産品、小さい部品に適した製造方法で、鋳物と違って鋳型を作る必要が無いため、
初期費用をかけずに短いリードタイムで部品を作ることができます。
一方で、鋳物と比較して材料費や加工費が高額になりやすいというデメリットがあります。

このように、特徴の異なる2つの製造方法を比較すると、下表のようにまとめられます。

渡邊製作所では、鋳物の加工も削り出し加工も両方得意としていますが、
本コラムでは、削り出し加工のメリットをご紹介していきます。

1.1.鋳型レスで初期費用をゼロにできる

鋳物を作る際にはまず鋳型が必要になります。製品の形状や大きさ、鋳型の種類によりその費用は様々ですが、
渡邊製作所の事例だと、アルミダイカスト用の金型で数百万円、砂型鋳造用の木型で数十万円ほどの初期費用がかかることが一般的です。
その点、削り出し加工であれば鋳型が不要となり、初期費用をゼロに抑えることが可能です。
試作で1個だけ作りたい場合などはコスト面で大きなメリットがあります。

さらに、鋳型を作らない事によるメリットは初期費用をゼロにできるだけではありません。
鋳型を作った場合、後から設計変更が必要になったときに鋳型の改造費が発生したり、
場合によっては鋳型を作り直す必要があり、設計変更のたびに追加でコストが発生してしまう事があります。
削り出し加工にすればその心配が無いので、設計変更に柔軟に対応する事が可能です。
試作開発段階でトライアンドエラーを繰り返す場合は、削り出し加工をお勧めします。

また、最近では経済産業省が発表している「金型の適正取引に関するガイドライン」に基づき、
型取引の適正化が求められています。その対応として、鋳型の保管費用が必要となったり、
鋳型の棚卸や状態確認といった管理に多くの間接工数が発生したりと、一昔前は発生しなかったコストも生じてきています。
削り出し加工を選択すれば、その後のランニングコストも一切発生する事がありません。

1.2.納期が圧倒的に早い

鋳物を作る場合、鋳型の設計・製作から実際の鋳造に至るまで多くの工程と時間を要します。
渡邊製作所の事例だと、砂型鋳造用の木型の製作に1か月程度かかることが一般的です。
一方、削り出し加工であれば、それらの工程は一切不要となるため、1ヶ月以上の納期短縮を実現する事が可能です。

さらに、設計で作られたCADデータを提供していただければ、さらなる納期短縮を実現する事ができます。
一般的に、現在ではCADを使った設計・製図が広く普及していますが、加工サプライヤーへの見積や加工の依頼は、
そのCADデータではなく、PDF化された2次元図面データや紙の図面を提供しているというケースがまだ多いようです。
かつてCAD・CAMが一般的ではなかった時代の商習慣や、機密管理上のルールが今も残っていて、
製造現場とのデジタル運用が統一されていないような状況になっているのだと思われます。

CADデータを提供して頂ければ、CAMを活用する事で正確な設計データからNCプログラムを作成できますので、
品質向上に直結するほか、NCプログラム作成にかかる時間を大幅に削減することで納期短縮にもつながります。
渡邊製作所では、CADは「IJCAD」、CAMは「hyperMILL」と「Speedy mill」を導入しており、
.dxfや.dwgといった2Dデータはもちろん、.step や.igesといった3Dデータにも対応しています。
お客様の品質向上や納期短縮にメリットがありますので、CADデータのご提供をご検討ください。

1.3.品質の信頼性が高い

鋳物は材料費や加工費を大きくコストダウンすることができるというメリットがありますが、
どうしても鋳物特有の欠陥の発生をゼロにすることは難しく、品質が安定しづらいという難点があります。
例えば、渡邊製作所の事例をご紹介しますと、鋳巣（鋳物内部に空洞が生じる欠陥）や、形状不良
（湯回り不良や中子がズレる事で形状のばらつきが大きくなる欠陥）が発生した場合は、
その程度よって、3パターンのいずれかの対応をすることが一般的となっていますが、
再製作が必要となった場合、納期やコストに大きな悪影響が発生してしまいます。

一方、削り出し加工であれば市販の圧延材や切板などを材料として使用しますので、
こういった欠陥の心配は一切なく、安定した品質で製品を作ることが可能です。

さらに、例えば砂型で作られた鋳物であれば一品ごとに寸法や形状に微妙なばらつきが出やすく、
1～2mm程度の個体差はどうしても発生してしまうのですが、削り出し加工であれば、
全ての形状をNC制御された工作機械が加工を行いますので、部品ごとの品質ばらつきが大幅に低減するのも
大きなメリットではないでしょうか。

ちなみに、鋳物から作る場合でも、そのままでは部品の要求精度を満たせないため、後工程で機械加工をする事がほとんどです。
であれば、最初から鋳物ではなく、削り出しで作ってしまう方が品質面でも納期面でも合理的と言えるのではないでしょうか。

1.4.供給リスクへの備え