工法選定の判断基準｜六つの工法を比較｜御嘉鑫科技

 

発売日：[2026/10/20]
 

工法選定は八つの入力項目で決まる、六つの工法の境界を一枚の表に

図面は決まって工法は未定のとき、工法選定は順序で決まり、経験ではない。まず寸法・肉厚・年間数量・公差で不可能を除き、次に材料・表面・内部構造・金型予算で順位をつける。御嘉鑫科技はこの順序をすべての受注品にあてはめ、結果を一枚の行列にまとめる。

六つの工法は並行する候補で、段階ではない。MIM、粉末冶金、精密鋳造、歯車ホブ加工、CNC、セラミック射出成型はそれぞれ最適域を持つ。どの候補も同じ入力項目で比べるから、比較は公平に保たれる。六つの工法を横に並べた一覧 で候補を広げ、行列が絞る。

この順番は、図面があればだれでも同じ結論に達することを目指している。

図面は決まった、工法は未定：なぜこの工程が高くつくか

工法選定を誤ると損失は図面ではなく金型に出る。MIM 射出金型は 15,000 から 100,000 ドル、加圧金型は 5,000 から 50,000 ドル。選び方を誤った分の損は、設計計算の誤りよりずっと重い。

手直しのコストは金型のあとに発生する。図面がカスタム生産に入ったあと、次の判断はルートだから、金型を作ってから気づくのが一番高くつく。工法を決めてから金型を起こすと、下流の加工全体が止まる。

工法選定の八つの入力項目：まず不可能を除く

工法選定の八つの入力は最大外形、最小肉厚、年間数量、全公差、材料、表面要求、内部構造の複雑さ、金型予算。前半四つは硬性の拒否、残りは順位付け。入力項目の並びは、材料や形状を問わずどの品でも同じだ。

先に除き、後に順位付け。重み付けは「公差が出せない」と「表面が少し悪い」を同列にするが、前者はゼロだ。先に除かずに重み付けだけすると、何も禁止しないきれいな点数が出る。

入力項目	判定しきい値	推奨工法
最大外形	50 mm 以下、加圧方向 30 mm 以下	PM
最大外形	50 から 100 mm かつ複雑	MIM
最大外形	100 mm 以上、または質量 200 g 超	精密鋳造または CNC
最小肉厚	0.5 から 3 mm かつ均一	MIM または CIM
最小肉厚	0.5 mm 以下	CNC または再設計
年間数量	1,000 個以下	CNC または精密鋳造
年間数量	5,000 から 10,000 個以上	PM または MIM
全公差	±0.02 mm 以内	CNC
内部構造	横穴、雌ねじ、フリーフォーム	MIM または精密鋳造
材料	ジルコニア、アルミナなど	CIM

十条の判定のうち二つが同じ工法を指せば決まり。矛盾は公差優先。上の表は同じ規則をコンパクトにまとめた。御嘉鑫科技の 選定結果に対応する精密部品の製品ライン は材料と構造で分け、自社品の第一次ふるいに使える。

数量の分岐点：単価曲線が交わる場所

CNC の単価曲線はほぼ水平で、一個と千個が同じだ。公開の 粉末冶金のコスト見積手法 では加圧焼結のコストは数量とともに下がり、年 5,000 から 10,000 個で CNC を抜く。PM と MIM が長い系列でようやく報いるのは、金型費を何千個にも広げるからだ。

MIM と CNC の分岐点は出所で大きくばらつく。1,000 から 3,000、3,000 から 8,000、10,000 から 20,000 個すべて見られる。形状が複雑なほど分岐点は低く、本稿は 3,000 から 20,000 個の業界幅とし、工法選定が単価とコスト構成をどう変えるか が別の線を示す。形が平らで内部が単純な品は、分岐点が幅の下端に寄る。

三つの拒否線：公差、肉厚、内部構造

工法選定では公差を見る順番が一番。全公差 ±0.02 mm 以内は CNC だけ。MIM 焼結態は ±0.3% から ±0.5%、10 mm 特徴は約 ±0.03 から ±0.05 mm で、主寸法は二次加工で ±0.02 mm に届く。要点の寸法は焼結状態ではなく、仕上げ工程に余裕を持たせて計画する。

肉厚 0.5 mm 以下は射出系を除外。MIM は 1.0 から 3.0 mm が最適、5 mm 超は巣、0.5 mm 未満は射出段階で破綻。薄い肉厚には別の鋳造法がふさわしく、出来上がった品の手直しではない。

横穴、雌ねじ、フリーフォームは加圧焼結を拒否、PM は一軸加圧だから。内歯車や肩に接する歯は逃げが取れず、歯車ホブ加工という工法の適用範囲 が理由を書いている。断面への抜きはここでは技術的に不可能だ。

六つの工法を個別に：最適域と退出条件

粉末冶金と MIM

PM は 0.1 から 100 g、加圧方向で寸法が限られ、年 1 万個超で成り立つ。材料等級・密度・公差は MPIF 粉末冶金規格 に合わせ、同じ枠組みで供給者を比べる。工法選定では密度と公差を一つの枠組みで比べるのが要点だ。

MIM は 0.1 から 200 g、最適肉厚 1.0 から 3.0 mm、密度 95 から 99%。横穴・雌ねじ・肉厚 5 mm 超で退出。この二つは密度と公差という共通基準に乗るから、PM と MIM を鋳造とも同じものさしで比べられる。

精密鋳造と CIM

精密鋳造は 5 g から 50 kg、最小肉厚 0.5 から 1.5 mm、経済ロット 500 から 10,000 個。500 未満はロウ模型金型が安まらない。鋳造は、形状が求める幾何を別の道に残さないときに意味を持つ。CIM は 2 から 50 mm に適し、肉厚 0.5 mm 以上、ジルコニアは 0.8 mm 以上、年 5,000 個超で CNC を下回る。

CNC とホブ加工

CNC は ±0.01 mm、极限 ±0.005 mm、材料利用率 20 から 60%、金型不要が強み。金型がないぶん CNC は試作や、週ごとにルートが変わる小ロットに向く。ホブ加工は外接円筒と斜歯車、百個超で CNC フライスより安い。内歯車と肩付き歯は逃げが取れない。

三つの部品を行列で回す

形の違う三つの部品を行列で回す方が、八つの入力を暗記するより、工法選定を身につけるのに役立つ。御嘉鑫科技は実際の受注でこの回し込みをしており、技術者の教材として残している。

部品特徴	判定結果	退出条件
8 g ステンレス外殻、複雑、年 3 万個	MIM	肉厚 5 mm 超、または年 5,000 個未満
20 g 平歯車、年 10 万個、ISO 8	PM	歯形を ISO 6 に上げるならホブへ
200 g バルブ本体、年 800 個、空洞複雑	精密鋳造	空洞公差 ±0.02 mm なら CNC へ

三例のうち二例は退出条件が同じ、「公差を一段階絞る」。一致は偶然ではなく、実際の品で最も多い入力の衝突だ。

退出条件を事前に書いておけば、後からの手戻りが減る。これが進行中に決定が覆る最も多い理由だ。手戻りを減らす仕組みは、決定の前に退出条件を書いておくことだ。

工法選定が失效する四つの場合

行列は万能ではない。四つの場合には誤答を返し、対処はいつも同じ、設計へ戻す。入力の誤りは見積時ではなく、最初の検査ロットで初めて表れる。

1. 年間数量が不安定で、3,000 から 10,000 個の間を揺れ、分岐点が意味を失う。
2. 図面がまだ変わり、肉厚と内部構造が凍っていない。
3. 鍵となる基準が矛盾し、公差は CNC を、内部構造は精密鋳造を指す。
4. 供給能力が合わず、ルートは立つが期限内に届く相手がいない。

四つに共通するのは入力自体が不安定な点。先に安定させれば、行列は再び機能する。安定した入力は完璧な規則表より大切だ。規則は正直なデータの上でだけ働く。

決定のあと：検証と着手

ルートが決まれば、初品検査を購買契約に入れる。寸法・密度・材料分析・工程能力に明確な判定値を置く。初品の検査は、系列開始前に公差のずれをふさぐ。御嘉鑫科技は初品を ISO 9001 と GJB 9001C で出し、自動車は IATF 16949 に合わせ、御嘉鑫科技の品質管理方針 が検査と記録を書いている。

二つ目は退出線を守る。初品が図面公差に届かなければ、公差を緩めるのではなく行列に戻る。文書とした理由は、いつでも調べられるよう注文ファイルに残る。図面と年間数量をお送りください、技術者が八つの入力で書面の判定を返す。

量産に入ってからの変更は最も高くつくから、図面と年間数量の段階で決めておく価値は大きい。