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チタン部品の5軸加工：費用が高く納期が長くなる理由
2026年9月20日
図面の上では、チタンはほかの金属と同じように見えます。機械にかけるまでは。チタンは切削が遅く、熱を切りくずと一緒に逃がさずに刃先にため込み、剛性の足りない段取りには容赦がありません。そのすべてが、材料費を加える前から見積に表れます。
チタンの削れ方が違う理由
チタンは熱伝導率が低いため、切削で生じた熱がアルミのように切りくずへ逃げず、工具の先端に集中します。この熱が工具摩耗を早め、たわみに耐えるだけの剛性が段取りにないと部品がゆがむこともあります。チタンを日常的に加工する会社は、同じ形状を鋼で削る場合より低い切削速度、鋭い刃先形状、剛性の高い治具を使います。
実務上の結果として、チタンは同じ形状のアルミに比べて加工に3〜5倍の時間がかかることが多く、インサートの摩耗が速いため工具費も高くなります。
機械加工部品に使われるグレード
| グレード | 主な用途 | 備考 |
|---|---|---|
| Grade 2（純チタン） | 耐食部品、医療用器具 | 強度は低めで、Grade 5より加工しやすい |
| Grade 5（Ti-6Al-4V） | 航空宇宙構造部品、インプラント、高強度締結部品 | 機械加工部品で最も一般的なチタン合金 |
| Grade 23（Ti-6Al-4V ELI） | 格子間元素を極めて低く抑える必要がある医療用インプラント | 埋め込み型デバイス向けの高純度グレード |
段取りと工具への影響
びびりは面粗さを損ない、工具の破損も早めるため、チタン部品には振動とたわみをなくす治具が必要です。プログラムでは、工具が熱を逃がしにくい狭いコーナーやポケットで送り速度を下げることがよくあります。加工会社は標準の条件を流用するのではなく、合金と形状に合わせて切削条件を詰めていくため、初品の確認はアルミやステンレスより時間がかかる傾向があります。
公差と面粗さ
段取りの剛性が確認できれば、チタンもアルミやステンレスと同程度の公差範囲を保てます。重要な形状で一般に±0.01〜±0.025 mmです。削り出しのままの面粗さはステンレス鋼と同程度です。違いはチタンで何が実現できるかではなく、そこに至るまでにどれだけの時間と工具が必要かにあります。
代表的なチタンの5軸加工部品
- 航空宇宙の構造用ブラケットと継手
- 整形外科用インプラントと手術器具
- 高強度の締結部品と継手
- コストより重量が重要な船舶やモータースポーツの部品
アルミやステンレスと比べた費用と納期
チタンは素材の1キロあたりの価格がアルミや一般的なステンレスより高く、さらに機械の1時間あたりのコストも高くなります。一般的でないサイズのチタン棒材は在庫がないことも多く、素材メーカーへの発注が必要になる場合があるため、納期も長くなりがちです。設計上材料を選べる場合は、チタンが必須だと決めつける前に、実際の価格差を加工会社に確認してください。
見積依頼に添えるもの
Grade 2とGrade 5では加工性も費用も大きく異なるため、正確なグレードを指定してください。材料証明書が必要かどうかも記載してください。航空宇宙や医療の用途では一般的に求められるもので、前提にせず見積依頼で明確にしておくべきです。加工会社の標準的な公差と面粗さで用途に足りる場合は、そう伝えてください。もともと高価な材料で、部品に必要以上に厳しい仕様にお金を払うことを避けられます。
まとめ
チタンはアルミより公差を保ちにくいわけではありません。削りにくいのです。そのため加工時間が増え、工具摩耗が増え、より慎重な段取りが必要になり、そのすべてが価格と納期に表れます。グレード、材料証明書の要否、現実的な公差を最初に確認しておけば、一度で正確な見積が得られます。
よくある質問
チタンの加工がアルミよりずっと高いのはなぜですか？
切削速度が数分の1に落ち、刃先の発熱が大きく、工具の摩耗も速いためです。材料費を加える前の段階で、すでに部品の製作に時間がかかります。
機械加工部品で最も一般的なチタンのグレードはどれですか？
強度が重要な航空宇宙部品や医療部品にはGrade 5（Ti-6Al-4V）、強度はそれほど必要なく耐食性が求められる用途にはGrade 2が使われます。
チタンには特別な工具が必要ですか？
剛性の高い段取り、切れ味の良いコーティング工具、鋼より低い切削速度が必要です。チタンを日常的に加工していない加工会社は、不正確な見積を出すより辞退することがよくあります。