プラスチックの金型とは？金型の構造と得意な分野をご紹介

ものづくりプレス

2024-08-15

射出成形は、プラスチック製品を作るための最も一般的な方法です。このプロセスでは、プラスチック樹脂を加熱して溶かし、その溶融樹脂を金型内の空洞に注入し、冷却して固化させることで、目的の形状の製品を作ります。こうして得られた製品を「成形品」と呼びます。

射出成形は、複雑な形状や多様な部品を短いサイクルで大量生産するのに適しており、日用品を含むさまざまなプラスチック製品の製造に使用されています。基本的には、溶かした樹脂を金型に注入し、圧力をかけて成形する射出成形機を用いて製造します。高品質な成形品を作るためには、成形機の性能と金型の設計、仕上がりが非常に重要です。

金型の構造

プラスチック成形で使用される金型は「モールド（mold）」と呼ばれ、密閉型の金属製の型です。この金型は加熱して溶けた樹脂を内部に注入し、冷却して固化させることで目的の形状を作ります。金型内部には製品を取り出すための空洞があり、2枚の型板（上型をキャビティ、下型をコアと呼ぶ）で構成されています。各型板には製品の形状に合った空洞が加工されています。

成形の際には、2枚の型板を合わせて密閉し、溶けた樹脂を流し込みます。その後、冷却して固化させた後に型板を開けて製品を取り出します。成形品の品質は金型の設計と仕上げによって大きく左右されるため、非常に重要です。

射出成形のメリット

射出成形の利点は、切削など他の加工方法に比べて、自由で複雑な形状の製品を作るのが容易であることです。サイクルタイムが短いため、迅速に製造でき、他の方法と比べてコストも低く抑えられます。大量に一度に成形できるため、大規模生産に向いており、コスト削減にも寄与します。また、仕上げ加工や後加工が少なくて済みます。大量生産の場合、金型費用と成形コストの合計が他の加工方法よりも安価になり、経済的に有利です。

射出成形で使用される材料

射出成形で使用される材料は主に熱可塑性樹脂です。熱可塑性樹脂は、加熱すると溶け、冷却すると再び固まる性質を持ち、何度でもこの過程を繰り返すことができます。これにより、金型に溶かした樹脂を流し込みやすく、成形が容易です。また、サイクルタイムが短いため、大量生産に適しています。各プラスチック材料は異なる特性や特徴を持っており、目的に応じた部品や製品に最適な材料を選ぶことが重要です。製品用途としては、歯ブラシ、携帯電話筐体、スマートフォン筐体、電気部品などがあります。