プラスチック金型（モールド金型）とは？成形方法や構造によるメリット・デメリットを紹介

プラスチック製品の量産に不可欠な「プラスチック金型（モールド金型）」は、製品の品質・コスト・生産効率を大きく左右する重要な要素です。特に近年では、多品種少量生産や高機能樹脂の成形ニーズが増え、金型設計や成形方法の選定により高度な判断が求められています。

本記事では、プラスチック金型（モールド金型）の基本概念、成形方法の違い、金型構造の種類と特性、さらにはランナー方式やエジェクタピンなど金型部品の役割まで、体系的に解説します。

プラスチック金型（モールド金型）は、家電や自動車の構成部品、医療機器など、生活を支える多くの製品に不可欠な存在です。まずは基本構造や特徴などを見ていきましょう。

プラスチック金型（モールド金型）とは、プラスチック材料を加熱・溶融し、金型内部に流し込んで成形するための金型を指します。一般的には「プラスチック金型」と呼ばれますが、射出成形を中心とした分野では「モールド金型」と呼ばれることもあります。

プラスチック金型（モールド金型）以外にも、さまざまな金型が存在します。

プラスチック金型（モールド金型）には、製品形状や生産規模、使用する樹脂の種類に応じて、さまざまな成形方法が存在します。

射出成形をはじめ、ブロー成形、押出成形、真空成形、圧縮成形、トランスファー成形など、それぞれの方式には特徴と適性があり、成形品の性能やコストにも大きな影響を与えます。以下は、代表的なプラスチック成形方法について、それぞれの基本原理と用途となります。

最も一般的な方法で、溶融樹脂を高圧で金型内に射出して冷却・固化させる。高精度・量産向き。

空気圧を利用して中空成形を行う。ペットボトルや燃料タンクなどの中空製品に適用。

溶融樹脂を連続的に押し出して一定断面形状を得る。パイプやシート材に使用。

シート状のプラスチックを加熱して軟化させ、型に密着させる。食品トレイや医療用パッケージに適用。

あらかじめ計量した樹脂材料を型に置き、圧力と熱で成形。熱硬化性樹脂の成形に用いられる。

加熱した樹脂を別室から押し出して型に充填する方式。複雑形状の成形に対応。

前述した数あるプラスチック金型（モールド金型）の成形方法のうち、最も一般的な射出成形の工程をご紹介します。それぞれの工程で製品の品質に大きな影響が出るため、正確な管理とタイミングが求められます。

プラスチックペレット（小さな粒状の樹脂）をホッパーに投入し、成形機へ供給します。ここで乾燥が必要な樹脂は、事前に乾燥処理を行います。

供給されたペレットをシリンダー内で加熱し、スクリューの回転と前進によって均一に溶かします。温度管理が不適切だと、成形不良（焦げ、焼け、ガス発生）につながるため注意が必要です。

溶融した樹脂をスクリューの押し出し圧力で一気に金型キャビティに充填します。射出速度と圧力を適切に制御することで、寸法精度や表面仕上げ品質を左右します。

充填後も一定時間圧力を保持して、樹脂の収縮を補正しながら冷却します。製品内部に空洞やひけが発生しないよう、適切な保圧条件が設定されます。

冷却固化が完了した後、金型を開き、エジェクタピンなどで製品を金型から押し出し、取り出します。取り出し動作は成形サイクルの時間短縮に直結するため、自動化装置（取出機）が用いられることもあります。

成形直後の製品を目視検査や寸法測定でチェックし、問題なければ次の成形サイクルに移行します。品質保証のためには、ロット管理やトレーサビリティ管理も重要です。

プラスチック金型は、成形品の構造や生産効率に応じて、いくつかの異なるプレート構成で設計されます。特に「2プレート金型」と「3プレート金型」は、成形方式や自動化可否、コスト面で大きな違いがあり、適切な選択が生産性や品質に直結します。

シンプルな構造で、可動側と固定側の2枚のプレートで構成。コストが比較的安く、メンテナンスもしやすい。ただし製品とランナーの分離工程が必要。

ランナーと製品が分離する構造で、取り出しが容易。自動化に向き、大量生産に適しているが、金型構造が複雑でコストは高め。

プラスチック射出成形において、生産効率やコストに直結するのが「ホットランナー」と「コールドランナー」の選定です。それぞれの特徴を理解することで、材料ロスの削減やサイクルタイムの短縮といった重要な製造課題に対応できます。

溶融状態の樹脂を、保温しながら金型内部に流すシステム。ランナーレス成形が可能で、材料ロスを削減。サイクルタイム短縮にも貢献。

通常の冷却式ランナー。構造がシンプルで初期コストを抑えられるが、成形ごとにランナーの切り離しと廃棄処理が必要。

プレート構成（2プレート／3プレート）とランナー方式（ホットランナー／コールドランナー）は、製品仕様や生産量に応じて組み合わせて設計されます。高効率・低コスト・高品質の最適バランスを図ることが求められます。

エジェクタピンとは、金型から成形品を押し出して取り出すための重要な機構部品です。成形品を金型内に残さずスムーズに取り出すことで、生産サイクルの安定化と成形品質の向上に貢献します。製品の形状や肉厚、取り出し位置によって、適切な種類・形状を選定することが重要です。以下は、エジェクタピンの代表的な4種となります。

最も基本的なまっすぐな円柱状のピンです。単純な抜き方向で取り出す製品に多用され、コストも比較的安価です。

断面が角形状（四角または長方形）のエジェクタピンです。広い面積を均一に押し出す必要がある場合や、変形防止を重視する成形品に適しています。

途中に段差（太さの変化）がある特殊形状ピンです。成形品の特定位置にだけ押し出し力を集中させたい場合や、径の小さいストレートピンでは、強度が足りない場合に使用します。

筒状の形をしており、中心にコアピン(センターピン)などを通して製品を押し出す構造です。中心に穴のある成形品（チューブ状製品）を成形する際に必須です。

各エジェクタピンの形状や特性を比較することで、成形品の仕様や用途に応じた最適なピンの選定が可能になります。以下の比較表を見てみましょう。

プラスチック製品の試作や量産において、使用する金型の種類は製造コスト・納期・品質に大きな影響を与えます。特に、簡易型と本金型は目的や条件に応じて選択肢が分かれる重要なポイントです。それぞれの特徴・メリット・デメリットを見てみましょう。

低コスト・短納期で作製可能。試作や少量生産向き。ただし耐久性・成形精度は限定的。

量産対応向けで高耐久・高精度。初期投資は大きいが、長期量産ではトータルコスト削減効果あり。

プラスチック金型（モールド金型）は、製品仕様、成形方法、金型構造、ランナー方式など、さまざまな選択要素を最適に組み合わせることで、生産性向上とコスト最適化を実現できる技術基盤です。成形する樹脂の種類や製品特性、量産規模に応じた金型選びが、量産後の品質安定やランニングコストにも大きな影響を与えます。

パンチ工業では、長年培ってきた金型部品の製造ノウハウを活かし、多様な成形品に最適な金型部品のご提案から、特注金型部品の製造までトータルでサポートしています。

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