射出成形金型の分類
射出成形金型を検討する際は、その機能や用途の違いを明確にする分類体系を理解することが重要です。この記事では、さまざまな金型の種類をわかりやすく解説します。
- 形状別
- キャビティ数別
- 金型プレート別
- 離型方式別
- 樹脂材料別
- 供給システム別
射出成形金型を選ぶ際は、プロジェクトの規模、部品の複雑さ、運用コストのバランスを考慮する必要があります。さまざまなプラスチック射出成形金型を一緒に見ていきましょう。
形状別
- シンプルな形状：
- 設計や製造が容易。
- 中空部分が少ないことが多い。
- 複雑な形状：
- 設計の自由度が高い。
- 特定の機能に必要な中空部分に対応可能。
複雑な部品には、金型設計を難しくするアンダーカット（くぼみや突起）が含まれることがよくあります。アンダーカットを設ける場合は、離型時に部品を傷つけず、金型部品が適切に分離できるよう慎重に検討する必要があります。
複雑な部品形状を成形するには、スライダーやリフターなどの高度な金型技術が必要になる場合があります。この方法は設計の自由度を高める一方で、金型の複雑さとコストも増加します。
シンプルな形状と複雑な形状のどちらを選ぶかは、最終的には部品の設計や機能、金型製造の実現可能性、プロジェクトの予算によって決まります。複雑な形状の必要性と、実際の生産上の制約とのバランスを常に考慮しましょう。
キャビティ数別
シングルキャビティ金型
- 1回の射出サイクルで1つの製品のみを成形
- 大型、複雑、または少量生産の部品に最適
- 個々の部品により注意を払えるため、欠陥を最小限に抑えられる
- 同一部品の多キャビティ金型と比べ、金型費を抑えられる
- 試作や新しい設計の検証に適している
マルチキャビティ金型
- 複数の同一キャビティを備え、1サイクルで複数の部品を成形
- 大量生産においてリードタイムを短縮し、生産効率を向上
- 大ロット生産で部品あたりのコストを削減
- 各キャビティへの均一な充填と安定した品質を確保するため、慎重な設計が必要
- シングルキャビティ金型より初期の金型費が高くなる場合がある
- キャビティ数は部品のサイズや用途に応じて、通常2～64個以上
ファミリー金型
- 形状の異なる複数のキャビティを備え、1サイクルでさまざまな部品を成形
- 関連部品や製品バリエーションを1回の射出で成形可能
- 試作や、複数の部品を組み合わせたキットの生産に便利
- 同じ材料と色を使用する部品に限定される
- キャビティ形状の違いにより充填が不均衡になりやすく、欠陥のリスクが高まる
- 成形後に部品を分離し、取り扱うための作業が増える
金型プレート別
2プレート射出成形金型
- 最もシンプルで一般的な射出成形金型の設計。主に2つの部分（A側とB側）で構成される
- 金型が2つに分かれるパーティングラインが1つある
- 成形中、キャビティ側は固定され、コア側が可動する
- ランナーと成形品が同じパーティング面に配置され、一緒に押し出される
- メリット：低コスト、短いサイクルタイム、段取りや操作が容易
- デメリット：ゲート位置の自由度が低い、手作業での分離が必要、多キャビティ金型ではショートショットのリスクがある
3プレート射出成形金型
- ストリッパープレート金型とも呼ばれ、2つのパーティング面を持ち、3つの部分に分かれる
- ランナーシステムを収容するため、キャビティとコアの間に中間プレートを備える
- ランナーを成形品から自動的に切り離せる
- 2プレート金型に比べ、ゲート位置の自由度が高い
- メリット：複数のゲートが必要な大型部品に適し、ランナーの自動分離が可能
- デメリット：構造が複雑で高コスト、サイクルタイムが長い、可動部品が多く安定性に欠ける
スタック射出成形金型
- 複数のパーティング面を持ち、それぞれに1つ以上のキャビティを設けた特殊な金型構造
- 可動側金型、中間金型、固定側金型で構成され、同時に開く
- 追加の成形機を必要とせず、標準的な金型の2倍の生産量を実現できる
- 平板状で薄肉の部品の大量生産に適している
- メリット：生産性の大幅な向上、コスト削減、製造時間の短縮
- デメリット：設計が複雑で、キャビティへの充填と冷却の慎重なバランス調整が必要
離型方式別
1. ピンによる突出し
- 成形品を金型キャビティから押し出すためにエジェクタピンを使用
- ピンは金型のエジェクタ側に配置され、押し出し力に耐えられるよう設計されています
- ピンの直径、長さ、材質、配置、形状は重要な設計要素です
- ほとんどの射出成形品に適していますが、エジェクタピンの跡が見える場合があります
2. スリーブ突き出し
- コアを囲むスリーブ状のエジェクタで成形品を押し出します
- 均一で安定した押し出し力が得られ、目立つ跡も残りません
- 円筒形、薄肉、またはシェル形状の製品に適しています
- ピンによる突き出しより構造が複雑で、コストも高くなります
3. ストリッパープレート突き出し
- ストリッパープレートで成形品をコアから押し出します
- 高く均一で安定した押し出し力により、成形品の変形を最小限に抑えます
- 円筒形部品、薄肉容器、シェル形状の製品に最適です
- 目立つエジェクタ跡を避けられますが、金型構造が複雑になり、コストも高くなります
4. ブレード突き出し
- ピンの代わりに長方形のエジェクタブレードを使用します
- 特定の形状や要件を持つ部品に適しています
5. エア突き出し
- 成形品と金型の間に圧縮空気を送り込み、成形品を押し出します
- 金型構造を簡素化でき、任意の位置から突き出せます
- 大型、深キャビティ、または薄肉の部品では、ほかの突き出し方法を補助するためによく使用されます
6. リフター突き出し
- 横方向に動くリフターを用いて、アンダーカットや内部形状を離型します
- 複雑な形状や横スライド構造を持つ部品の突き出しが可能です
樹脂材料別
1. アクリル（PMMA）
- 優れた光学透明性と耐UV性を備えた、強度の高い透明熱可塑性樹脂
- ガラスに代わる、軽量で割れにくい素材
- レンズ、ディスプレイ、看板、医療機器に使用されます
2. アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）
- 靭性、剛性、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂
- 耐薬品性に優れ、塗装や接着も容易です\
- 自動車部品、家電、玩具、電子機器の筐体に使用されます
3. ナイロン（ポリアミド、PA）
- 強度、柔軟性、耐摩耗性に優れた熱可塑性樹脂
- 融点が高く、耐薬品性にも優れています
- 自動車部品、ギア、ベアリング、電気部品に使用されます
4. ポリカーボネート（PC）
- 靭性、透明性、耐熱性に優れた熱可塑性樹脂
- 寸法安定性と電気絶縁性に優れています
- 自動車部品、医療機器、安全メガネに使用されます
5. ポリエチレン（PE）
- 軽量で柔軟性があり、耐薬品性に優れた熱可塑性樹脂
- 高密度ポリエチレン（HDPE）と低密度ポリエチレン（LDPE）があります
- 包装材、容器、玩具、自動車部品に使用されます
6. ポリオキシメチレン（POM）
- 強度と剛性、寸法安定性に優れた熱可塑性樹脂
- 耐摩耗性と耐薬品性に優れています
- ギア、ベアリング、精密部品に使用されます
7. ポリプロピレン（PP）
- 軽量で靭性があり、耐薬品性に優れた熱可塑性樹脂
- 耐疲労性と電気絶縁性に優れています
- 包装材、自動車部品、日用品に使用されます
8. ポリスチレン（PS）
- 剛性と透明性があり、加工しやすい熱可塑性樹脂\
- 低コストで、寸法安定性にも優れています
- 包装材、使い捨てカトラリー、玩具に使用されます
9. 熱可塑性エラストマー（TPE）とポリウレタン（TPU）
- 柔軟でゴムのような性質を持ち、耐衝撃性と耐摩耗性に優れた熱可塑性樹脂
- TPUはTPEより耐薬品性と耐熱性に優れています
- ソフトタッチグリップ、ガスケット、シール、履物に使用されます
供給方式別
コールドランナー式射出成形金型
- スプルー、ランナー、サブランナー、ゲート、コールドスラグウェルで構成されます\
- スプルーはノズルからランナーシステムへ溶融樹脂を送ります
- ランナーはスプルーからゲートへ溶融樹脂を運びます
- ゲートはランナーとキャビティをつなぐ小さな開口部です
- コールドスラグウェルは、射出の合間に生じる初期の冷えた樹脂をためます
- サイドゲート方式とポイントゲート方式に分類できます
- ほとんどの射出成形用途に適しています
ホットランナー式射出成形金型
- メインランナーとサブランナーがありません
- 溶融樹脂はマニホールドプレートとホットノズルを通り、ゲートから直接キャビティに流れ込みます
- 断熱ランナーまたはホットランナー金型を使用します
- 従来のコールドランナーシステムが不要になります
- コールドランナーシステムと比べて、材料の無駄と成形サイクル時間を削減できます
ランナーレス射出成形金型
- ランナーシステムを介さず、ノズルからキャビティへ溶融樹脂が直接流れ込みます
- 最もシンプルな供給システム設計
Moldieおすすめの射出成形金型
Moldieは、高品質で高精度なプラスチック射出成形金型と成形サービスを提供する大手企業です。長年の経験と最先端技術を活かし、お客様の具体的なニーズに応える幅広い射出成形金型ソリューションをご用意しています。
高精度プラスチック成形品用射出成形金型
高品質な材料の選択肢、コールドランナー・ホットランナーの専門技術、RAL・PANTONEカラーの美しさを備えた高精度プラスチック成形品をご覧ください。
オーダーメイドの高精度プラスチック部品
一次加工、二次加工、仕上げ加工には複雑な工程が伴うため、製造工程を任せるのは、当社のような専門企業に限るべきです。
カスタムプラスチック成形メーカー
金型重量は50kgから15トンまで対応し、最大1,500トンの射出成形機に適合。柔軟な対応力を大切にしています。
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