簡易金型

プラスチック製品の量産

プラスチック製品を大量に生産する場合には金型を製作し、その型に樹脂を流し込み、量産成形を行います。
熱可塑性のプラスチック製品を大量生産するための金型は、一般的にはS50Cや調質鋼と呼ばれる予め硬度が調整された鋼材(HRC30~40程度)、SKD61などの焼き入れ鋼など、用途に応じた硬度の鋼材を使用します。
金型の材質に硬度が必要な理由は、大量生産を行っても金型が損傷しないようにするためです。

簡易金型と量産金型との違い

量産金型は硬度の高い材質を使用し、何十万ショットも成形できるよう耐久度を高めてあります。
簡易金型は量産金型ほど頑丈な造りを必要としない製品形状と生産数に適しています。
どのくらい成形するかわからないけど、市場投入のために金型は起工したい、成形数量は少ないが製品の材質や形状を指定して作りたい場合などは、量産金型よりも簡易金型が適していることがあります。
弊社では試作段階での金型製作や小ロット量産用の金型としての製作実績が数多くあります。
※ 簡易型で製作した場合、社内で成形する事を想定しているため、社外への持ち出し(売り型)は行っておりません。

簡易型の認識

では簡易金型とはどのようなものなのでしょうか。
大量生産用の量産金型の製作方法、構造と比べて、材質は良好な加工性質を持つアルミニウム合金を採用し、必要最小限の簡易的な構造に工夫した金型と認識しています。
特にアルミニウム合金を採用したアルミ金型は30年以上前から取組み、加工テストを重ねているため、私たちが最も得意とする分野です。
製品形状によってはアルミよりも鋼材を用いた方が良い場合があります。
どのような金型構造、金型材質にするかは製品形状を確認し、都度提案させて頂いています。

複雑な形状への対応

コネクタなどの複雑な形状やPPSといった高温で使用される樹脂にはアルミ金型では対応できない場合があります。
複雑な形状の場合には硬度の高い鋼材を使う事が望ましいのですが、金型製作時の加工性などを考え、必要な部分だけは高硬度の鋼材を使い、比較的簡易的な形状部分にはアルミニウム合金を使う、鉄とアルミのハイブリッド金型で対応しています。
また形状が簡易的であっても、高温下で長時間成形持続する場合にはアルミの機械的性質が低下するため、アルミは使用せず鋼材で金型を製作する場合があります。

金型材で使用している主な材質

アルミニウム / S50C / NAK55 / NAK80 / SP300 / SP400 / PX5 / STAVAX / SKD61 / 等

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交換ダイセット

交換ダイセットとは

交換ダイセット(別名:交換ベース、カセット金型)は、金型の製品に関わる部分のみを交換し、共用できるパーツに関しては共用する仕組みです。
製品部分は製品形状ごとに製作が必要です。しかし成形機に金型を取付けるためのプレートなど、他の金型と共用しても支障がないパーツがあります。
共用できるパーツを社内規格で製作し、管理することにより個々に違う要求に対して本当に必要な部分だけ製作できるようにしてあります。
交換ダイセットと専用ダイセットの選定に関しては明確な基準はありませんが、お客様との相談で決めさせて頂いています。
例えば

  • 製品が少量成形で金型が不要になる場合
    → 交換ダイセット
  • 社外での成形、大量に生産、スライド機構など複雑な形状を要する場合
    → 専用ダイセット

上記のように製品の形状、生産計画や用途により、適した方法を提案させて頂いています。

普通の金型と交換ダイセットの違い

専用ダイセット(通常の金型)に対する交換ダイセットの特徴を以下に示します。

メリット
  • 必要部分のみの製作なので工期の短縮が図れる
  • 材料が節約できる
  • 小ロット生産に向いている
  • 金型の保管スペースを少なくできる

デメリット
  • 大量生産には不向き
  • ダイセットが他の製品でも共用されているため社外への持ち出しができない
  • 型の組換え作業があるため、成形費は割高になる

金型の保存

交換ダイセットで製作された、金型の保管は専用棚で行っています。
アルミニウムは腐食しないと思われがちですが、腐食はします。
梅雨の湿気、冬季の結露、塵埃が影響するほか、酸やアルカリ雰囲気の場所では腐食が進行し初期の段階では表面を擦ればとれる程度ですが、時間の経過とともにあばた状に腐食が進行していきます(孔食)。
専用ダイセットでも同じことが言えるのですが、使用の有無に関わらず年数の経過とともに金型はメンテナンスを要します。また保管スペースが必要なために、弊社で製作した金型の無償保管期間は1年間を区切りに、翌年以降は別途協議とさせて頂いております。

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成形

小ロット成形

成形数量は「1個」からお受けします。
成形には、段取り作業として成形材料の乾燥、成形機シリンダー内の洗浄、成形材料の置換、成形機への金型取付け、成形条件出しなどの作業を経て、成形作業を開始します。
小ロット成形は段取り作業の比率が多い為、成形段取りから成形作業まで、成形職人が専属でついて作業を行います。
社内実績として1ロットあたり、10~1000個程度が最も多い成形数量です。

成形の手順

成形作業は以下の順序で段取りを経て、成形作業へと移ります。

  • 成形材料の乾燥
  • 成形機の昇温 
  • 成形機スクリュー内の洗浄と材料置換
  • 成形機への金型取付け
  • 金型の温度調節
  • 成形作業の条件出しと調整
  • 成形開始


交換ダイセットでの成形には上記作業に加えて、金型の組換え作業が伴います。
成形作業開始後は交換ダイセットと専用ダイセットで作業工程に差異はありません。

成形機と対応できる大きさ

弊社の成形機は40ton、80ton、230tonがあります。
対応可能な製品の大きさとして、小さい製品では10mm角ほどから、大きい製品ではA4用紙のサイズ(厚みは60mm程度)まで対応可能です。
製品により形状や体積が異なるので製品形状を拝見してから対応の可否を相談させて頂いております。

樹脂の種類

PP、PE、ABSといった汎用樹脂からPPE、PA、POM、PBTなどエンジニアプラスチックへも対応しています。
ガラス繊維が含有されている樹脂にも対応しております。
環境対応のため塩素系添加剤が配合されている成形材料や、人体に有害なガスが発生する成形材料は成形できません。また様々な樹脂を成形している為、透明品の成形には不向きです。

成形材料は弊社で用意できる物もございますが、支給していただける場合は極力お客様からの材料支給をお願いしています。

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仕上げ加工、治具製作

射出成形後の追加工

試作品の製作では試作金型製作後も部分的に製品形状を変更、もしくは改造検討したいという要望があります。
そこで、射出成形後の製品に対して、形状の微調整加工、改造前の確認検討として追加工なども対応しています。
小ロット成形では金型上にスライド構造など複雑な構造を必要とする製品であっても、追加工で対応できる場合には、コスト削減と工期短縮のために金型製作時に追加工での対応を提案させて頂く事があります。

治具製作

治具とは・・・作業を効率良く進めるために使う道具の総称です。
試作加工では様々な形状の製品を製作します。製品の形に応じて効率良く作業を進めるためにも、治具製作は重要な仕事と考えています。
加工用の治具製作のノウハウは、他分野でも活用できることがあります。
検査治具、評価試験治具、自動加工用補助具、搬送治具、組立治具など産業用の治具の他にもプラスチック加工で生活補助具も製作しています。

手加工、手仕上げ

製品製作においては全ての工程を機械に任せる事は難しいを考えています。
最後は人の目で見て、手で触り感触を確かめながら製品の良し悪しを確認し、機械加工では施せない職人の手仕上げでほんの少しだけ調整を行います。
調整の他にコネクタパーツへの端子圧入、アッセンブリ、アウトサートナットの圧入なども行います。

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主な設備一覧

工程 設備名 メーカー MODEL 台数
加工機械 マシニングセンタ オークマ MX-55VA 1
マシニングセンタ オークマ MB-46VA 1
マシニングセンタ FANUC ROBODRILL α-T14iE 1
マシニングセンタ FANUC ROBODRILL α-D21MiA5 1
フライス盤 イワシタ 2RC 1
フライス盤 牧野フライス製作所 KSJP 1
NC放電加工機 オークマ ED-S303 1
ワイヤ放電加工機 FANUC 31i-W MODEL B 1
ボール盤 KIRA NSD-340 1
ボール盤 遠州工業 ESD-460 1
ボール盤 アシナ ADP-360 1
平面研削盤 岡本工作機械製作所 PSG-52DX 1
コンターマシン 日本コネチカットソー NCC-400A 1
ピンカットフェーサー ダイナモ LY-300 1
旋盤 滝澤鉄工所 TSL-550D 1
グラインダー 富士電機工業 BG-1 1
エアーブラスト 不二製作所 SGK-3 1
バフ研磨 スター電器製造 SBB-411 1
平面彫刻盤 飯田製作所 KISB-3912 2
パネルソー シンコーマシンツール SZ-3 1
成形機等 射出成形機(縦型) 日本製鋼所 JT40AD-110V 1
射出成形機(横型) 東洋機械金属 Ti-80H 1
射出成形機(横型) 東洋機械金属 Si-230V-H370C 1
箱型乾燥機 松井製作所 PO-50 1
箱型乾燥機 加藤理機 SLM-SU100T 1
測定器 画像測定器 ニコン iNEXIV VMA-2520 1
ロックウェル硬度計 仲井精機製作所 3R 1
マイクロメーター、ノギス等 Mitutoyoなど    
その他 モータコンプレッサ 北越工業 SAS6SD、SAS6SD-A 各1
集塵機 ムラコシ MY-125X 1
バイト研磨機 飯田製作所   2

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