機械加工のコストは、材料費だけで決まるわけではありません。
加工にかかる時間、段取り替えの回数、使用する工具、検査の手間、表面処理など、複数の要素が積み重なって見積金額になります。
そのため、同じような機能を持つ部品でも、設計の仕方によって加工コストが大きく変わることがあります。
コストを下げるポイントは、品質を落とすことではなく、必要な機能を保ちながら、できるだけ加工しやすい形にすることです。
加工方向を増やしすぎない
機械加工では、一度の段取りで加工できる範囲が広いほど、工程を効率化しやすくなります。
表面だけでなく、裏面や側面にも加工が必要になると、部品の向きを変えて再び固定する「段取り替え」が必要になる場合があります。
段取りが増えるたびに、
- 固定
- 位置合わせ
- 加工プログラムの確認
- 加工
- 測定
といった作業が発生します。
設計段階で「この側面加工は本当に必要か」「同じ方向から加工できる形にまとめられないか」と考えるだけでも、工程を減らせる可能性があります。
城山精機では、複合加工機や5軸加工機を活用し、工程集約にも対応しています。
複雑な形状には、複雑な工程が必要になる
曲面、深いポケット、細い溝、複数方向の穴など、形状が複雑になるほど加工方法も複雑になりやすくなります。
もちろん、製品の機能上必要な形状であれば削る必要があります。
一方で、設計上の理由がそれほど強くない形状であれば、簡略化できないか検討する余地があります。
特に、
深い穴
薄い壁
奥まった形状
細い溝
工具が入りにくい場所
などは、加工条件が厳しくなったり、専用工具や追加工程が必要になったりする可能性があります。
城山精機では複雑形状・薄肉・深穴加工にも対応しています。
材料を削りすぎる設計になっていないか
切削加工では、材料から不要な部分を削って部品をつくります。
そのため、完成品に対して素材が大きすぎると、
材料費が増える
削る量が増える
加工時間が長くなる
工具の消耗が増える
といった形でコストに影響します。
設計時には完成形だけを見るのではなく、どの大きさの材料から削り出すことになるのかも意識すると、コストダウンのヒントが見つかることがあります。
材質についても、必要な強度、重量、耐食性などを整理し、用途に対して過剰な材料指定になっていないか確認することが大切です。
城山精機ではアルミ材を主に、アルミ・鉄の精密加工に取り組んでいます。
部品点数を減らすという考え方もある
複数の部品を加工して組み立てる設計では、それぞれについて加工、検査、管理が必要になります。
場合によっては、複数部品を一体化することで、
- 部品点数
- 組立工程
- 部品管理
- 位置合わせ
などを減らせる可能性があります。
逆に、一体化すると加工が極端に複雑になる場合は、部品を分割した方が安くなることもあります。
つまり、「一体化すれば安い」「分割すれば安い」という単純な話ではありません。
どこまでを一つの部品として作るのが合理的かを、加工方法とセットで考えることが重要です。
試作と量産では、安くなる設計も違う
1個だけ作る試作品と、50個、100個と継続して作る部品では、適した加工方法が変わります。
試作では専用治具を作るより、一品ずつ加工した方が安いことがあります。
一方、量産では最初に治具を用意した方が、一個あたりの段取り時間を短縮できる場合があります。
そのため、将来的に量産する可能性がある部品なら、試作時点でそのことを加工業者へ伝えておくことが重要です。
城山精機では、試作開発の初期段階から量産時の効率や品質までを見据えたものづくりを行っています。
後工程まで含めて考える
加工後にアルマイト、塗装、溶接などが必要な場合、それらも製造コストの一部です。
工程ごとに別の会社へ依頼すれば、輸送や打ち合わせ、納期管理などの手間も発生します。
城山精機では、精密加工・複合加工に加え、表面処理・溶接・塗装まで一貫対応しています。
さらに、加工・塗装・アルマイト処理・印刷などを一元管理することで、コスト削減や納期短縮につなげています。
部品単体の加工価格だけでなく、完成品になるまでの総コストを見ることも大切です。
設計段階で加工業者に相談する
機械加工のコストダウンで有効なのは、完成した図面を見せて値下げ交渉することではありません。
設計段階で、
「この形状は作りやすいですか」
「工程を減らせる部分はありますか」
「量産するならどこを変えた方がいいですか」
と加工側に相談することです。
設計者には同じように見える二つの形状でも、加工する側から見ると工程数が大きく違うことがあります。
城山精機では、加工実績や設備をもとに、必要に応じて加工方法の提案も行っています。
機能や品質を削るのではなく、加工に必要のない手間を減らす。
それが、機械加工のコストを下げる設計の基本的な考え方です。
