CNCアルミ部品とチタン部品のコスト差はどれくらい？

アルミニウムとチタンの主要なコスト要因

製造の観点から見ると、CNCチタン部品は同等のCNCアルミニウム部品に比べて、1個あたりの価格が通常2〜4倍高くなります。これは主に原材料価格、加工時間、工具摩耗の3つの要因によるものです。6061や7075などのアルミニウム合金は、1kgあたりのコストが低く、高速切削が可能で、サイクルタイムも短縮できるため、重量、耐食性、中程度の強度が求められる用途に理想的です。柔軟なCNC加工サービスやCNCフライス加工サービスを活用して最適化された部品設計を行うことで、アルミニウム製品は試作でも量産でも非常に競争力のある単価を維持できます。

チタンは比強度、疲労強度、耐食性に優れていますが、加工速度が遅く、発熱量が多く、剛性の高いセットアップと高品質の工具を必要とします。内部ねじ、ポケット、薄肉構造は、CNC旋削サービスや多軸加工サービスによる慎重な制御が必要であり、その分スピンドル稼働時間や治具の複雑さが増します。その結果、同じ形状であってもチタン製部品は自然と高いコストベースを持ちます。

表面仕上げとライフサイクル経済性

仕上げの要件は総コスト差に影響します。多くのアルミニウム部品は、摩耗および耐食性保護のための加工のままの表面仕上げと硬質アルマイト処理のみで済み、大量生産でも迅速かつ経済的です。装飾的または保護的なCNC粉体塗装仕上げも容易に行えます。

一方でチタン部品は加工コストが高いものの、Ti-6Al-4V (TC4)やTi-6Al-4V ELI (Grade 23)などの合金自体が優れた耐食性と疲労強度を備えているため、厚いコーティングを必要としません。重要構造においては、Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti5553)のような高級グレードを使用することで、重量や部品点数を削減でき、高い単価を性能とライフサイクルの利点で部分的に相殺することが可能です。

現実的なコストパフォーマンスのバランスを定義するためには、両方の材料を用いた初期段階のCNC加工試作を行い、加工特性、実現可能な公差、および必要な仕上げを比較検証することが効果的です。

用途に基づく選択：各材料が適している場面

航空宇宙・航空業界では、チタンは荷重支持、疲労クリティカル、温度負荷を受ける部品に使用されます。一方で、アルミニウム6061やアルミニウム7075は、ハウジング、カバー、非主要構造部品に適しています。自動車産業では、アルミニウムはブラケット、モーターハウジング、冷却部品などにおいて依然としてコスト効率の高い選択であり、チタンは高性能やモータースポーツなどの特殊分野に限定されます。医療機器分野では、生体適合性のあるチタン合金が、特に埋め込み型または高精度インターフェース用途において、加工コストが高くても明確な機能的正当性を持ちます。

まとめると、剛性、強度、耐食性、生体適合性の要件がアルミニウム6061や同等合金で満たされる場合、CNCアルミニウム加工は大幅に安価です。使用環境や安全要件が真にチタンの性能を必要とする場合、その高い加工コストは、単なる単価ではなく、軽量化、長寿命化、故障率低下などによって十分に相殺されます。