機能を損なわずにCNC加工コストを削減するには？

1. 加工を前提とした設計を行う

コスト管理は図面から始まります。形状を簡素化し、不必要に深いキャビティや極薄の壁、特殊工具や複数のセットアップを必要とする複雑な角度を避けましょう。可能な場合は、機能を統合して、複数の特殊工程を混在させるのではなく、安定したCNC加工サービスを使用して効率的に生産できるようにします。

標準工具に合わせた平面および直径ベースの特徴を活用することで、効率的なCNCフライス加工サービスが可能になります。複雑な面や多面体部品の場合、多軸加工サービスを利用することで、セットアップや治具、累積公差の積み重ねを削減し、精度を犠牲にすることなく時間を節約できます。

2. 慣習ではなく機能に基づいて公差と仕上げを設定する

過剰に指定された公差や外観上の要求は、隠れたコスト増加の最大要因です。まず機能要件（シール性、位置合わせ、軸受け嵌合、組立てクリアランス）から始めましょう。圧力、漏れ、疲労、または嵌合挙動に影響を与える箇所のみに厳しい公差や高品質な仕上げを適用します。

最終図面を確定する前に、CNC加工プロトタイピングを使用して重要な機能を試作し、本当に必要な仕様を検証します。許容できる場合は、研磨やバフ仕上げの代わりに加工のままの表面仕上げを指定し、機能性能を維持しながらサイクルタイムを短縮します。

3. 性能と加工性のバランスを取った材料を選ぶ

材料選定はサイクルタイム、工具コスト、スクラップ率に直接影響します。構造ハウジング、ブラケット、マニホールドには、アルミニウム6061のような合金が十分な強度、優れた加工性、軽量化を実現します。中程度の荷重で腐食に強い部品には、設計で工具の過度な食い込みを避ける前提でステンレス鋼SUS304が実用的な選択肢です。

汎用炭素鋼は、シャフト、治具、非腐食環境での用途にコスト効率が良い選択です。ABSなどのエンジニアリングプラスチックは、カバー、スペーサー、ハウジングにおいて金属を代替し、機能を損なうことなく使用できます。インコネル718などの高価な超合金は、その特性が完全に発揮される高温または過酷な環境に限定して使用すべきであり、そうでなければ不必要に加工コストを押し上げます。

4. プロセスフローとバリ取り戦略を最適化する

効率的なルーティングは非切削時間を最小限に抑えます。類似した特徴をグループ化して工具交換を減らし、可能な限り1回のクランプで複数の面にアクセスできるように設計します。立ち上げ段階では、少量生産サービスを利用することで、完全自動化や専用治具に移行する前に治具やプロセスを改善できます。

バリ取りやエッジ処理は見落とされがちなコスト要因です。全ての部品を手作業で処理する代わりに、形状が許す場合はCNC部品のタンブリングとバリ取りを適用します。機能的なエッジ（鋭角、面取り、丸めなど）を明確に定義し、サプライヤーが「念のため」に過剰処理しないようにしましょう。

5. 実際の用途シナリオに設計選択を合わせる

CADモデルだけでなく、環境やライフサイクルを考慮しましょう。自動車および電動モビリティシステムでは、プラットフォームの生産量に応じて治具の最適化や標準化されたポート・特徴ライブラリの採用により、部品ごとのコストを削減できます。プロジェクトベースの産業機器では、モジュラー設計と共通部品の採用によりSKU数と加工ばらつきを減らします。コストに敏感な消費財では、加工しやすい材料と合理的な公差、シンプルな外観を組み合わせることで、信頼性を損なうことなく競争力を高めることができます。

設計段階から加工性、材料ロジック、現実的な仕様を統合することで、機能、安全性、耐用年数を犠牲にすることなく、CNCコストを構造的に削減できます。