切削加工と3Dプリンタの違いについて徹底解説！

部品の加工方法である切削加工と3Dプリンターは双方小ロットの加工に適している加工方法ですが、特徴や加工方法が明確に異なります。本記事では、切削加工と3Dプリンターの違いから適している加工領域、当社の加工事例などについて詳しくご紹介します。ぜひご覧ください。

切削加工とは

切削加工は、金属や樹脂などの素材を削り出して目的の形状に仕上げる加工方法で、幅広い材料に対応できます。

鋳造・鍛造・プレスといった金型が必要な加工法とは異なり、金型を使用しないため、初期費用がかからず、短納期での対応が可能です。

そのため、単品や小ロット量産加工に最適な加工方法です。

3Dプリンターとは

3Dプリンターは、3DCADで作成された設計データ（一般的にはSTL形式）をもとに、スライスされた2次元の断面を一層ずつ積み重ねることで立体物を造形する装置です。基本的には「積層方式」と呼ばれる手法が採用されていますが、使用される造形方式にはさまざまな種類があります。

代表的なものとしては、液体樹脂に紫外線を照射して硬化させる「光造形方式（SLA）」、熱で溶かした樹脂を一層ずつ積み上げる「FDM方式（熱溶解積層法）」、そして樹脂や金属の粉末にレーザーを照射して焼結または溶融させる「粉末造形方式（SLS）」などが挙げられます。これらの方式にはそれぞれ異なる特性があり、用途や目的に応じて適切に使い分けられています。

3Dプリンターは、試作品の製作から、デザインの検証、最終製品の一部製造まで、幅広い分野で活用されています。

切削加工と3Dプリンターの違い

以下に切削加工と3Dプリンターの違いについてご紹介します。

加工方法

切削加工は、金属や樹脂の塊から不要な部分を工具で削り取って形を作る加工方法です。旋盤やフライス盤、マシニングセンタといった機械を用いて、ドリルやエンドミルなどの切削工具を使い、材料を削り出すことで精度の高い加工にも対応可能です。

3Dプリンターは、デジタルデータをもとに材料を層状に積み重ねて立体物を作り出します。切削加工と異なり、材料を追加していくことで造形するため、比較的複雑な形状の加工も可能です。

加工精度

切削加工はミクロン単位での高い寸法精度や表面粗さの加工に対応可能ですが、3Dプリンター加工は複雑形状などの加工は可能な反面、積層ピッチで調整可能なものの、加工精度に限界があります。

材質

対応材質に関して、切削加工は、金属や樹脂、木材など、幅広い材質に対応することができ、特殊な硬い材料でも、工具や機械によっては対応することができます。3Dプリンターは基本的に樹脂の使用が一般的ですが、金属、ゴムやセラミックスに対応することもできます。

3Dプリンターが得意とする加工領域

上述の通り、切削加工と3Dプリンターには多くの違いがあります。

下記に、特に3Dプリンターが得意な加工領域とその例についてご紹介します。

中空構造

切削加工は、材料の塊から削り出して形を作るため、内部が空洞になっている中空構造の加工には適しておりません。

しかし、3Dプリンターは材料を積み重ねていくことで部品を製造するため、外側からは見えない中空構造も造形することが可能です。そのため製品の軽量化や複雑な中空構造の加工が可能です。

一体成形

切削加工では、基本的に複数の部品を別々に作り、後から組み立てる必要がありますが、3Dプリンターは、複雑な形状であっても、部品を一つひとつ作るのではなく、一体成形で造形することが可能です。これにより、組み立ての手間やコストを削減することができます。

幅広い樹脂材料に対応可能

切削加工の場合、流通している樹脂ブロックの材料に限りがあります。一方で、3Dプリンターの場合、幅広いペレット材料からフィラメント化することができるので、切削加工以上に幅広い樹脂材料に対応することが可能です。

切削加工と3Dプリンターの選定ポイント

3Dプリンターが適しているケース

・用途：外観確認、プレゼン用モックアップ

・形状： 中空構造などの複雑形状

・理由： 切削加工では段取り（治具の製作やプログラミング）に時間がかかる複雑な形状でも、3Dプリンターならデータを送るだけで造形開始できるため、初期コストと時間を大幅に圧縮できます。

当社の場合は、造形機を多く保有しているため、ロットが多くても3Dプリンターの対応が可能です。

切削加工が適しているケース

用途：機能テスト、摺動部品、治具

形状： 単純（ブロック形状や単純な円筒など）、複雑形状

理由： 形状が単純であれば、切削加工のスピードは非常に高速です。また、ある程度まとまった数を作る場合、一つひとつ積層に時間がかかる3Dプリンターよりも、切削加工の方がトータルコストやリードタイムが有利になる場合があります。

チェックリスト

項目	切削加工がおすすめ	3Dプリンターがおすすめ
重視すること	寸法精度、表面の滑らかさ	形状の複雑さ、自由度
材料	量産と同じ材料を使いたい	近似材料（〇〇ライク材）でもOK
強度	全方向に対して均一な強度が必要	多少強度が落ちても形状を見たい
用途	機能テスト、摺動部品、治具	外観確認、プレゼン用モックアップ
形状	単純～中程度の形状	アンダーカット、中空、一体成形

切削加工から3Dプリンターに変更することによるメリット

複雑形状や凹凸形状を再現しやすい

切削加工では、工具が届く範囲や加工方向に制限があるため、細かな凹凸形状やアンダーカット形状、奥まった部分の加工が難しくなる場合があります。特に、凹凸の寸法が細かい部品や、曲面・段差・複雑なリブ形状を持つ部品では、工具径の制約によって図面通りの形状を再現しにくいケースがあります。

一方、3Dプリンターは、3Dデータをもとに材料を一層ずつ積み重ねて造形するため、切削工具の侵入方向に左右されにくい点が特徴です。そのため、切削加工では工具が干渉してしまうような複雑な凹凸形状や、内部構造を持つ形状でも造形しやすくなります。

外観確認用の試作品をきれいに仕上げやすい

3Dプリンターは、製品の形状やデザインを確認するための外観試作品、プレゼン用モックアップ、展示用モデルの製作にも適しています。切削加工では、加工跡や工具目が残る場合があり、形状によっては仕上げ加工や磨き作業が必要になることがあります。

一方で、3Dプリンターは造形方式や材料を適切に選定することで、滑らかな表面やきれいな外観を実現しやすくなります。特に、光造形方式などを用いることで、細かな形状や曲面を比較的きれいに表現できるため、外観確認やデザイン検証に適しています。

量産前の製品イメージを確認したい場合や、社内外の打ち合わせで完成イメージを共有したい場合には、3Dプリンターを活用することで、視覚的に分かりやすい試作品を短期間で製作することが可能です。

切削加工では難しい一体形状にも対応しやすい

切削加工では、複雑な形状を製作する場合、複数の部品に分けて加工し、後から組み立てる必要が生じることがあります。特に、内部に空洞がある形状や、複数方向に入り組んだ構造を持つ部品では、切削加工だけで一体形状を再現することが難しいケースがあります。

3Dプリンターであれば、積層造形によって部品を一体で製作できるため、従来は複数部品に分割していた形状を一体化できる場合があります。これにより、組み立て工数の削減や、接着・締結部の削減、部品点数の削減につながります。

また、一体造形にすることで、試作段階での形状確認がしやすくなり、設計変更の検討もスムーズに進めやすくなります。

初期費用や段取り時間を抑えやすい

切削加工では、加工プログラムの作成、治具の準備、工具選定、段取り替えなどが必要になるため、形状が複雑になるほど事前準備に時間とコストがかかる傾向があります。特に、1個のみの試作品や形状確認用の部品では、加工費に対して段取り費の割合が大きくなることがあります。

3Dプリンターは、3Dデータをもとに造形を行うため、切削加工に比べて治具や専用工具が不要なケースが多く、初期費用を抑えやすい点がメリットです。設計変更が発生した場合でも、データを修正して再造形しやすいため、開発初期段階の試作にも適しています。

そのため、形状検証やデザイン確認を短期間で繰り返したい場合には、3Dプリンターを活用することで、開発スピードの向上にもつながります。

軽量化や内部構造の最適化がしやすい

切削加工は、材料の塊から不要な部分を削り出して形状を作るため、内部を複雑な空洞構造にしたり、格子状の軽量構造を設けたりすることが難しい場合があります。無理に加工しようとすると、加工工程が増えたり、分割構造にする必要が生じたりします。

一方、3Dプリンターは、内部構造を含めてデータ通りに造形できるため、中空構造やラティス構造などを取り入れやすい点が特徴です。これにより、必要な強度を確保しながら軽量化を図る設計にも対応しやすくなります。

軽量化が求められる試作品や、内部構造を確認したい開発品、複雑な流路を持つ部品などでは、切削加工から3Dプリンターへ変更することで、設計自由度を高めることができます。

当社の3Dプリンターの加工事例のご紹介

シロッコファン

こちらは、光造形によりシロッコファンを製作した加工事例です。

光造形ならではの高い造形精度を活かし、積層面がほとんど目立たない、なめらかな表面品質を実現しました。また、当社が有する1,000社以上の協力企業ネットワークを活用することで、約5日という短納期での納品にも対応いたしました。

当社では、試作1個から小ロット量産まで、ワンストップで柔軟に対応しております。製品の仕様や用途に応じて、最適な加工方法のご提案も可能ですので、まずはお気軽にご相談ください。

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軸受け固定プレート

こちらは、軸受け固定プレートを光造形方式で製作した事例です。

当初、光造形による製作に対応でき、かつ短納期で対応可能な企業が見つからないとのことで、当社へご相談をいただきました。

当社では、高い生産能力を有する独自の加工ネットワークを活用し、ご依頼からわずか6日で納品まで対応いたしました。

さらに、コスト面においても他社よりも抑えた価格で部品製作を実現しています。

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光造形試作品

こちらは、SLA方式による加工事例です。お客様より「発注から5日以内での納品が必要」とのご依頼がありましたが、他の加工業者では対応が難しく、大変お困りの状況でした。

そこで、当社へご相談をいただきました。当社では、1,000社以上と連携する独自の加工ネットワークを活用することで、他社では対応が難しい短納期案件にも柔軟に対応可能です。

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部品加工の試作、量産ならワンストップ部品加工センターにお任せください

いかがでしたでしょうか。今回は切削加工と3Dプリンターの違いについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、切削加工や3Dプリンター、その他の部品加工に関して豊富な実績がございます。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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