金属加工の種類とその特徴は？最新技術も含めて解説

製品設計や部品調達の現場において、「どのような加工方法を選ぶか」は、品質・コスト・納期に直結する極めて重要な課題です。

金属加工は、製造業の根幹を支える技術領域であり、構造部品・精密機器・医療用具など、業界ごとに求められる加工精度や加工手法が異なります。

本記事では、金属加工の全体像を現場視点で体系的に整理しています。新規製品の立ち上げや加工プロセスの見直し、部品内製化・外注判断などの参考として、ぜひお役立てください。

「金属加工」とは、金属材料を目的の形状・性能に仕上げる一連の加工技術のことです。その加工手法は、切る・削る・溶かす・叩く・接合するなどの多岐に渡り、各工程が製品の品質や機能性、ひいては製造コストにも大きな影響を与えます。

以下のように金属加工は、自動車、精密機器、医療、インフラ、エネルギーなど、ほぼあらゆる分野の製造において必要不可欠な基盤技術となっています。

これらは代表的な用途と加工傾向の一例となりますので、実際の製品仕様やロット数、性能要件により、選定すべき加工手法は異なります。たとえ同一の部品であっても、設計フェーズでは切削加工、量産では鍛造やプレスへ移行するなど、ライフサイクルに応じた加工変更も一般的です。

また、複数の加工法を組み合わせた複合加工や、表面処理・熱処理との連携も、製品の特性や要求精度に大きく関係します。例えば、医療機器分野では、意図しない突起（以下、バリ）等の除去・清浄性・寸法精度の総合管理が重要視され、単純な加工方法の分類では対応しきれない設計判断が必要となるケースもあります。

前述のように金属加工には多くの手法が存在し、それぞれの加工方法に適した素材、製品形状、生産ロット、コスト条件、精度要件があります。設計者や調達担当者にとって、どの加工方法が製品要求に適しているかを見極めることは、品質・納期・コストを最適化するための重要な判断材料です。

例えば、複雑形状の一体成形に向いている鋳造と、微細精度を追求する切削加工では、加工特性や費用が大きく異なります。また、近年では複数の加工技術を組み合わせる「複合加工」や、自動化を前提とした工程設計が求められるケースも増えています。

ここからは金属加工の分類ごとに、加工原理や用途などを簡単に見ていきましょう。後半には、メリット・デメリットなどの比較表も掲載しています。

除去加工は不要な部分を削り取るための加工で、「機械加工」「熱加工」の2種類に分けられます。

最も基本的な金属加工法であり、刃物や工具を使って素材を削ることで目的の形状を作り出します。

熱エネルギーを利用して金属を溶かす・切る・除去する加工法です。工具接触による変形が少なく、複雑で細かい輪郭も加工できるのが強みです。

付加加工は素材に別の要素を加える加工で、「被覆加工」「接合加工」の2種類に分けられます。

金属表面に膜を形成し、耐食性や耐摩耗性、美観を向上させる加工となります。

複数の金属部品を一体化するための加工となります。接合部の強度・変形・熱影響を考慮しながら加工する必要があります。

成形加工は「鋳造」「塑性加工」の2種類に分けられます。

溶かした金属を型に流し込み、冷やして固める加工です。

金属を溶かさず、力で変形させて目的形状に成形します。

金属を加熱・冷却し、硬さ・靭性・耐摩耗性などを調整します。加工順序によって仕上がりが変わるため、他の工程との連携が重要となります。

金属表面に対し、光沢付与・バリ取り・防錆処理などを行う工程です。仕上げ品質は、製品の最終的な印象を左右します。

金属加工において、「どの素材を選ぶか」という判断は、加工コストだけでなく、最終製品の強度・重量・耐久性・腐食耐性・加工精度・美観など、あらゆる性能要件に直結します。

同じ形状の製品であっても、使用環境や設計要件によって最適な金属素材は大きく異なるため、目的に応じた選定が不可欠です。また、加工性の良し悪しによって工程数・工具寿命・歩留まりが変動し、生産性や品質の安定性にも波及的な影響を及ぼします。

以下では、金属加工で多用される代表的な素材を「鉄系金属」と「非鉄金属」に分類し、整理しています。金属加工の素材を選定する際の視点として、ぜひご参考にしてください。

コスト・加工性・強度のバランスに優れる

軽量性・熱伝導性・耐腐食性などに優れる

近年、製造現場を取り巻く環境は大きく変化しています。人手不足・熟練工の引退・短納期化・多品種少量生産への対応など、従来型の加工体制だけでは応えきれない課題が各所で顕在化しています。

そうした中で注目されているのが、金属加工におけるデジタル化、高精度化、自動化の取組みです。設計から製造、品質保証に至るまで、加工技術とIT・デジタル制御が融合し、より高度かつ柔軟な生産体制が求められる時代へと移行しています。

以下は、競争力の強化に向けて、ぜひ押さえておきたい最新技術の例となります。ぜひ検討時の判断材料としてご活用ください。

金属接合技術「P-Bas©」（Punch Bonding and sintering）は、耐摩耗性や冷却効率、部品交換性に優れ、リードタイム短縮と生産性向上を実現します。お客様の課題に対して、最適な材料や接合部分をご提案します。成形部には高硬度、高耐摩耗性に優れた材料を、それ以外の箇所はコストメリットに優れた材料を用いることで、部品の加工時間やコストを抑えることができます。

電子部品や医療用デバイスにおいては、ナノ単位の寸法管理が求められるケースが少なくありません。そのような精密加工においては、超精密切削・研削・放電加工の技術革新が進んでいます。

複雑形状部品を一度の段取りで加工可能にし、精度と納期の両立を可能とします。曲面形状・アンダーカットなど、従来複数工程が必要だった加工が省力化されています。

金属加工は、単なる素材を削る・曲げるといった工程ではなく、製品の精度・品質・コスト・納期に直結する経営的にも重要なプロセスです。加工方法や素材などを把握することで、金属加工への理解を深めましょう。