CNC加工では、設計だけでなく材料選びも製品の品質やコストを左右する重要なポイントです！
同じ形状の部品でも、使用する金属によって強度・重量・耐食性・加工性・価格が大きく異なります。そのため、用途に適した材料を選ぶことが、高品質な部品製作につながります。
本記事では、CNC加工でよく使用されるアルミニウム・ステンレス・真鍮・銅・チタン・軟鋼・合金鋼・工具鋼・ばね鋼について、それぞれの特徴や用途をわかりやすく解説します。
これから部品製作を依頼する方や、材料選定で迷っている方はぜひ参考にしてください！
- CNC加工で金属材料選びが重要な理由
- CNC加工で使用される金属材料一覧
- アルミニウム
- 軟鋼
- 軟鋼1018
- 軟鋼1045
- 軟鋼 A36
- 合金鋼
- 合金鋼4140
- 合金鋼4340
- 合金鋼1215
- 工具鋼
- 工具鋼 D2
- 工具鋼 A2
- 工具鋼 O1
- 工具鋼 A3
- 工具鋼 S7
- 工具鋼 H13
- ばね鋼
- Spring Steel (ばね鋼)
- 金属材料の選び方
CNC加工で金属材料選びが重要な理由
CNC加工では、設計データ通りに高精度な加工が可能ですが、完成品の性能は材料によって大きく左右されます。
- 軽量化したいならアルミニウム
- 強度を重視するなら合金鋼
- 錆びにくさならステンレス
- 電気伝導性なら銅
といったように、目的によって最適な材料は異なります。
材料ごとの特徴を理解しておくことで、コストを抑えながら必要な性能を持った部品を製作できます。
CNC加工で使用される金属材料一覧
| 分類 | 代表的な材質 |
|---|---|
| アルミニウム | 6061・7075・5052・2A12 |
| ステンレス | 304・316/316L・303・430・201 |
| 真鍮 | C360 |
| 銅 | C110 |
| チタン | Grade 5（TC4） |
| 軟鋼 | 1018・1045・A36 |
| 合金鋼 | 4140・4340・1215 |
| 工具鋼 | D2・A2・O1・A3・S7・H13 |
| ばね鋼 | Spring Steel |
それぞれ特徴が異なるため、用途に応じて使い分けることが重要です。
アルミニウム
アルミニウムは、CNC加工で最も多く使用される金属材料の一つです。軽量で加工性や耐食性に優れており、試作品から量産部品まで幅広く採用されています。JUSTWAYでは複数のアルミ合金に対応しており、用途に応じて最適な材料を選択できます。
アルミニウム6061
特徴
アルミニウム6061は、CNC加工で最も広く使用される汎用アルミ合金です。加工性・耐食性・溶接性のバランスに優れており、試作品から機械部品まで幅広い用途で採用されています。
メリット
加工しやすい、耐食性が高い、溶接しやすい、コストと性能のバランスが良い
デメリット
7075ほどの強度はない、高温環境では強度が低下しやすい
主な用途
機械部品、治具、筐体、ロボット部品、試作品
アルミニウム7075
特徴
アルミニウム7075は、アルミ合金の中でもトップクラスの強度を持つ高強度材です。航空宇宙分野でも使用されるほど優れた機械的特性を持ち、軽量化と高強度を両立したい部品に適しています。
メリット
非常に高い強度、軽量、耐疲労性に優れる、高荷重用途に適する
デメリット
6061より耐食性が低い、価格が高い、溶接には不向き
主な用途
航空機部品、ドローン部品、高性能機械部品、レーシングパーツ
アルミニウム5052
特徴
アルミニウム5052は、耐食性に優れたアルミ合金です。海水や湿気の多い環境にも強く、曲げ加工性にも優れているため、板金部品や外装部品によく使用されます。
メリット
耐食性が高い、曲げ加工しやすい、溶接性が良い、軽量
デメリット
7075ほどの強度はない、切削性は6061よりやや劣る
主な用途
外装パネル、タンク、海洋関連部品、筐体、板金部品
アルミニウム2A12
特徴
アルミニウム2A12は、銅を多く含む高強度アルミ合金です。優れた機械的強度を持ち、高荷重がかかる構造部品などに使用されますが、耐食性は他のアルミ合金より低いため、表面処理を施して使用されることが一般的です。
2A12は中国規格（GB）のアルミ合金で、JISではA2024が近い対応材です。
メリット
高い強度、耐疲労性に優れる、機械部品に適する
デメリット
耐食性が低い、溶接性はあまり高くない、防錆処理が推奨される
主な用途
航空機部品、構造部品、高強度ブラケット、産業機械部品
ステンレス
特徴
ステンレスは、優れた耐食性と強度を兼ね備えた金属材料です。錆びにくく耐久性が高いため、食品機械や医療機器、産業機械、建築部品など幅広い分野で使用されています。アルミニウムより重量はありますが、高い耐久性が求められる部品に適しています。
ステンレス304（SUS304）
特徴
ステンレス304は、最も広く使用されているオーステナイト系ステンレスです。耐食性・加工性・溶接性のバランスに優れ、CNC加工でも幅広い用途に採用されています。汎用性が高く、初めてステンレス材を選ぶ場合にも適した材料です。
メリット
耐食性が高い、加工性と溶接性のバランスが良い、幅広い用途に対応できる、汎用性が高い
デメリット
SUS303より切削加工性は劣る、SUS430より価格が高い
主な用途
食品機械、医療機器、建築部品、機械部品、各種筐体
ステンレス316・316L（SUS316・SUS316L）
特徴
ステンレス316・316Lは、モリブデンを添加することでSUS304より優れた耐食性を実現したステンレスです。塩分や薬品に対する耐性が高く、海洋環境や化学設備など腐食しやすい環境で使用されています。316Lは炭素含有量が少なく、溶接後の耐食性にも優れています。
メリット
耐食性が非常に高い、塩害や薬品に強い、316Lは溶接性に優れる、長期間使用しやすい
デメリット
SUS304より価格が高い、切削加工性はやや低い
主な用途
医療機器、化学設備、海洋機器、食品製造設備、配管部品
ステンレス303（SUS303）
特徴
ステンレス303は、切削加工性を向上させた快削ステンレスです。硫黄を添加することで工具への負荷を抑え、高精度な切削加工に適しています。複雑な形状や精密部品の製作に多く使用されています。
メリット
切削加工しやすい、高精度加工に適している、加工時間を短縮しやすい
デメリット
SUS304より耐食性が低い、溶接にはあまり適していない
主な用途
シャフト、ボルト、ナット、精密機械部品、自動旋盤加工部品
ステンレス430（SUS430）
特徴
ステンレス430は、フェライト系ステンレスに分類される材料です。ニッケルを含まないため比較的安価で、磁性を持つことが特徴です。耐食性はSUS304には及びませんが、コストを抑えたい用途で広く使用されています。
メリット
比較的安価、磁性がある、耐酸化性に優れる、加工しやすい
デメリット
耐食性はSUS304より低い、溶接性はあまり高くない
主な用途
家電部品、厨房設備、装飾部品、自動車部品、建材
ステンレス201（SUS201）
特徴
ステンレス201は、ニッケルの使用量を抑えたオーステナイト系ステンレスです。SUS304よりコストを抑えられる一方、十分な強度を備えており、コストパフォーマンスを重視する用途で採用されています。
メリット
比較的安価、強度が高い、加工しやすい、コストパフォーマンスに優れる
デメリット
耐食性はSUS304より低い、高湿度環境や塩害環境にはあまり向かない
主な用途
家具、建築部材、装飾部品、生活用品、一般産業部品
真鍮
特徴
真鍮は、銅と亜鉛を主成分とする合金で、優れた加工性と耐食性、美しい金色の外観を兼ね備えた金属材料です。CNC加工では切削性の高さから精密部品にも多く採用されており、機械部品だけでなく装飾用途にも広く使用されています。
真鍮 C360
特徴
真鍮C360は、「快削真鍮」とも呼ばれる代表的な真鍮材料です。鉛を含有することで切削加工性を大幅に向上させており、工具摩耗が少なく、高精度かつ効率的な加工が可能です。寸法精度が求められる精密部品にも適しています。
メリット
切削加工性が非常に高い、寸法精度を出しやすい、耐食性が高い、美しい金色の外観を持つ
デメリット
高強度用途には向かない、鉛を含むため飲料・食品用途では使用条件に注意が必要
主な用途
継手、バルブ、コネクター、ギア、精密機械部品、装飾部品
銅
特徴
銅は、金属の中でも非常に高い電気伝導率と熱伝導率を持つ材料です。導電性や放熱性が求められる部品に適しており、電子機器や電力設備など幅広い分野で使用されています。一方で比較的柔らかく、加工時には材料の変形に配慮が必要です。
銅 C110
特徴
C110は、純度約99.9％を誇る代表的な純銅です。優れた導電性・熱伝導性を備え、電気部品や放熱部品の製作に最適です。また、耐食性にも優れており、屋外環境でも安定した性能を発揮します。
銅 C110は、JISではC1100に相当します。
メリット
電気伝導率が非常に高い、熱伝導率が高い、耐食性が高い、加工性が良い
デメリット
柔らかく傷が付きやすい、高強度部品には適さない、切削時に切りくず処理が難しい場合がある
主な用途
バスバー、電極、放熱部品、電気接点、電子部品
チタン
特徴
チタンは、軽量でありながら非常に高い強度を持ち、耐食性にも優れた高性能金属です。鉄より軽く、ステンレスに匹敵する耐食性を備えているため、航空宇宙・医療・スポーツ用品など、高性能が求められる分野で広く採用されています。
チタン Grade 5（TC4）
特徴
Grade 5（Ti-6Al-4V）は、最も一般的に使用されているチタン合金です。純チタンより高い強度を持ちながら軽量で、耐食性や耐疲労性にも優れています。切削加工の難易度は高いものの、高性能部品の材料として世界中で採用されています。
メリット
非常に高い強度、軽量、耐食性に優れる、耐疲労性が高い、生体適合性が高い
デメリット
材料価格が高い、切削加工が難しい、工具摩耗が大きい
主な用途
航空宇宙部品、医療機器、自転車部品、モータースポーツ部品、高性能機械部品
軟鋼
特徴
軟鋼（Mild Steel）は、炭素含有量が少ない鋼材で、加工性・溶接性・コストのバランスに優れています。強度はステンレスや合金鋼には及びませんが、機械構造部品や建築部材など幅広い用途で使用される代表的な鉄鋼材料です。
軟鋼1018
特徴
1018は、低炭素鋼の中でも加工性と溶接性に優れた代表的な材料です。切削加工しやすく、熱処理による表面硬化にも対応できるため、汎用機械部品として幅広く使用されています。
軟鋼1018：日本ではS18Cに近い材料です。
メリット
加工しやすい、溶接性が良い、コストが低い、表面硬化処理が可能
デメリット
耐食性が低い、高強度用途には向かない
主な用途
シャフト、ピン、機械部品、治具、ブラケット
軟鋼1045
特徴
1045は1018より炭素含有量が多く、強度や耐摩耗性を高めた中炭素鋼です。熱処理によってさらに硬度を向上させることができ、強度が求められる機械部品に多く使用されています。
軟鋼1045：日本ではS45Cに近い材料です。
メリット
1018より高強度、耐摩耗性が高い、熱処理が可能
デメリット
溶接性は1018より低い、耐食性は低い
主な用途
ギア、シャフト、機械構造部品、ピン、カップリング
軟鋼 A36
特徴
A36は、建築や構造物で広く使用されている一般構造用鋼材です。加工性・溶接性に優れ、コストを抑えながら十分な強度を確保できるため、大型構造物やフレームにも多く採用されています。
メリット
安価、溶接性が高い、加工しやすい、入手しやすい
デメリット
耐食性が低い、高硬度用途には向かない
主な用途
建築部材、フレーム、ブラケット、構造部品、産業機械部品
合金鋼
特徴
合金鋼は、クロムやニッケル、モリブデンなどの合金元素を添加することで、強度や靭性、耐摩耗性を向上させた鋼材です。一般的な軟鋼より高い機械的特性を持ち、自動車や産業機械、航空宇宙分野など、高い負荷がかかる部品に使用されています。
合金鋼4140
特徴
4140は、クロムモリブデン鋼（クロモリ鋼）として広く知られる合金鋼です。強度・靭性・耐疲労性のバランスに優れ、熱処理によってさらに高い硬度を得られることから、高負荷部品の定番材料として使用されています。
4140は、日本ではSCM440に近い材料です。
メリット
高い強度、耐疲労性に優れる、熱処理が可能、耐摩耗性が高い
デメリット
耐食性は高くない、加工性は軟鋼より劣る
主な用途
シャフト、ギア、ボルト、クランクシャフト、自動車部品、産業機械部品
合金鋼4340
特徴
4340は、ニッケル・クロム・モリブデンを添加した高強度合金鋼です。4140よりもさらに高い強度と靭性を持ち、強い衝撃や繰り返し荷重が加わる環境でも優れた性能を発揮します。
4340は、日本ではSNCM439に近い材料です。
メリット
非常に高い強度、優れた靭性、耐疲労性が高い、熱処理に対応
デメリット
価格が高い、加工難易度が高い、耐食性は高くない
主な用途
航空機部品、高強度シャフト、ギア、高荷重機械部品、防衛関連部品
合金鋼1215
特徴
1215は、快削性を重視して開発された低炭素鋼です。硫黄やリンを添加することで切削加工性を高めており、自動旋盤や大量生産部品の加工に適しています。
1215は、日本ではSUM24L（快削鋼）に近い材料です。
メリット
切削加工性が非常に高い、加工速度を向上できる、量産に向いている、寸法精度を出しやすい
デメリット
溶接性は低い、靭性は高くない、高強度用途には向かない
主な用途
ボルト、ナット、シャフト、精密機械部品、自動旋盤加工部品
工具鋼
特徴
工具鋼は、高い硬度・耐摩耗性・耐熱性を持つ鋼材です。切削工具や金型、パンチなど、摩耗や衝撃を受ける部品に使用されます。用途に応じて冷間工具鋼・熱間工具鋼・耐衝撃工具鋼など複数の種類があり、それぞれ異なる特性を備えています。
工具鋼 D2
特徴
D2は、高炭素・高クロム系の冷間工具鋼です。非常に高い耐摩耗性と硬度を持ち、長寿命が求められる金型や刃物に適しています。
D2は、日本ではSKD11に近い材料です。
メリット
耐摩耗性が非常に高い、硬度が高い、耐圧縮性に優れる
デメリット
加工性が低い、靭性はあまり高くない
主な用途
打ち抜き金型、パンチ、ダイス、刃物、耐摩耗部品
工具鋼 A2
特徴
A2は、空冷焼入れに対応した冷間工具鋼です。耐摩耗性と靭性のバランスが良く、寸法変化が少ないため、高精度な工具や金型に使用されています。
工具鋼A2は、日本ではSKD12に近い材料です。
メリット
耐摩耗性が高い、靭性に優れる、熱処理後の変形が少ない
デメリット
D2ほど耐摩耗性は高くない、加工難易度が高い
主な用途
冷間金型、パンチ、ゲージ、治具、精密工具
工具鋼 O1
特徴
O1は、油焼入れタイプの冷間工具鋼です。加工性と熱処理性に優れ、比較的扱いやすい工具鋼として広く利用されています。
工具鋼O1は、日本ではSKS3に近い材料です。
メリット
熱処理しやすい、加工性が比較的良い、靭性が高い
デメリット
耐摩耗性はD2より低い、耐食性は高くない
主な用途
刃物、金型、ゲージ、工具、治具
工具鋼 A3
特徴
A3は、高い硬度と耐摩耗性を備えた工具鋼で、精密加工用の工具や金型などに使用されます。耐久性が求められる用途に適しています。
工具鋼A3は、日本では直接対応するJIS規格はありません。
メリット
高い硬度、耐摩耗性に優れる、寸法安定性が高い
デメリット
加工難易度が高い、価格がやや高い
主な用途
精密金型、工具、耐摩耗部品、治具
工具鋼 S7
特徴
S7は、耐衝撃性を重視した工具鋼です。強い衝撃荷重に耐えられるため、ハンマーやパンチなど衝撃を受ける工具に使用されています。
工具鋼S7は、日本ではSKS93に近い材料です。
メリット
耐衝撃性が非常に高い、靭性に優れる、割れにくい
デメリット
耐摩耗性はD2ほど高くない、耐食性は高くない
主な用途
パンチ、ハンマー、金型、せん断工具、耐衝撃工具
工具鋼 H13
特徴
H13は、熱間工具鋼の代表的な材料です。高温環境でも硬度を維持しやすく、熱疲労や熱割れに強いことから、ダイカスト金型や鍛造金型に広く採用されています。
工具鋼H13は、日本ではSKD61に近い材料です。
メリット
耐熱性が高い、熱疲労に強い、靭性に優れる、高温でも硬度を維持しやすい
デメリット
加工難易度が高い、価格が比較的高い
主な用途
ダイカスト金型、鍛造金型、押出金型、熱間加工工具
ばね鋼
特徴
ばね鋼（Spring Steel）は、高い弾性と耐疲労性を備えた鋼材です。繰り返し変形する環境でも性能を維持しやすく、自動車や産業機械、精密機器など幅広い分野で採用されています。
Spring Steel (ばね鋼)
特徴
Spring Steelは、優れた弾性と復元性を持つ材料です。繰り返し荷重が加わる環境でも変形しにくく、長期間にわたって安定した性能を発揮します。熱処理によってさらに機械的特性を向上させることも可能です。
メリット
弾性が高い、耐疲労性に優れる、復元性が高い、耐久性が高い
デメリット
加工後に熱処理が必要な場合がある、切削加工の難易度はやや高い
主な用途
コイルばね、板ばね、クリップ、機械用ばね、精密機構部品
金属材料の選び方
ここまで紹介したように、CNC加工で使用される金属材料にはそれぞれ異なる特徴があります。価格だけで選ぶのではなく、部品に求められる性能や使用環境を考慮して材料を選ぶことが重要です。
軽量な部品を製作したい
重量を抑えたい場合は、アルミニウムが適しています。6061は加工性とコストのバランスが良く、7075は高強度が必要な部品、5052は耐食性を重視する部品、2A12は機械的強度を優先したい用途におすすめです。
耐食性を重視したい
屋外や水回り、薬品を使用する環境ではステンレスが適しています。特にSUS316・316Lは塩害や薬品に強く、海洋機器や医療機器にも採用されています。コストとのバランスを重視する場合はSUS304も有力な選択肢です。
高強度な部品を製作したい
大きな荷重がかかる部品には、7075アルミや4140・4340などの合金鋼、Grade 5チタンなどが適しています。使用環境や重量制限に応じて材料を選択しましょう。
加工性を優先したい
加工コストを抑えながら高精度な部品を製作したい場合は、6061アルミ、SUS303、真鍮C360、1215合金鋼など加工性に優れた材料がおすすめです。加工時間を短縮できるため、コスト削減にもつながります。
電気伝導性・熱伝導性が必要な場合
電子機器や放熱部品には銅C110が適しています。優れた電気伝導率と熱伝導率を持ち、電極やバスバー、ヒートシンクなど幅広い用途で使用されています。
耐摩耗性や金型用途
摩耗が多い環境では工具鋼が適しています。D2は耐摩耗性、S7は耐衝撃性、H13は耐熱性に優れており、用途に応じて使い分けることで長寿命化が期待できます。
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「どの材料を選べばよいかわからない」という場合でも、材料ごとの特徴を比較しながら最適な加工方法を検討できるため、初めてCNC加工を依頼する方にも利用しやすいサービスです。
まとめ
CNC加工では、材料選びが部品の性能やコストを大きく左右します。
軽量性を重視するならアルミニウム、耐食性を求めるならステンレス、高強度が必要なら合金鋼やチタン、加工性を重視するなら真鍮や快削鋼など、用途によって最適な材料は異なります。
JUSTWAYでは豊富な金属材料を取り扱っており、試作品から量産部品まで幅広い加工に対応しています。材料選定に迷った場合は、本記事を参考にしながら、用途に合った材料を選んでみてください！
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