プラスチック射出成形は、現代の製造業において幅広く採用されている樹脂成形技術です。特に、短納期・低価格での大量生産や小ロット対応が可能なため、多くの産業分野で利用されています。本記事では、プラスチック射出成形のメリットや工程、金型設計、コスト削減のポイントなどを詳しく解説し、他の成形方法との違いを比較します。

プラスチック射出成形とは？

プラスチック射出成形は、多くの製品製造において欠かせない成形技術です。自動車部品や家電製品、医療機器など、さまざまな分野で利用されており、その優れた成形性と高精度な仕上がりが特徴です。また、設計の自由度が高く、複雑な形状の製品を一度に成形できるため、コスト削減や大量生産に適しています。

プラスチック射出成形の基本概念

プラスチック射出成形とは、熱可塑性樹脂を加熱し、溶融状態で金型に高圧で射出し、冷却・固化させることで製品を成形する方法です。この技術は、精密な設計が可能であり、試作から量産まで幅広く対応できます。また、さまざまな種類の樹脂を使用できるため、用途に応じた最適な素材選びが可能です。

プラスチック射出成形の工程

プラスチック射出成形の工程は以下のように進みます。

1. 材料選び：熱可塑性樹脂を選定し、製品の用途や特性に合った材料を選ぶ
2. 金型設計：製品形状や樹脂特性に適した金型を設計
3. 射出成形機へのセット：金型をセットし、材料を投入
4. 射出・充填：溶融樹脂を金型に高圧で射出
5. 冷却・固化：金型内で樹脂を冷却して固化
6. 金型開放・取り出し：成形品を取り出し、検査・仕上げ
7. 品質検査：不良品の確認や成形条件の調整を行い、品質を維持

プラスチック射出成形のメリット

プラスチック射出成形には、多くのメリットがあります。特に、大量生産時のコスト削減、小ロット対応、精密な成形などが挙げられます。ここでは、プラスチック射出成形が持つ主なメリットについて詳しく解説します。

短納期・低価格で大量生産が可能

プラスチック射出成形は、一度金型を作れば大量生産が可能です。そのため、1個あたりのコストが抑えられ、短納期での生産が実現できます。また、自動化された生産ラインを活用することで、安定した品質の製品を大量に生産することができます。

小ロット対応・試作も可能

金型の工夫や3Dプリンタを活用した試作金型を利用することで、小ロット生産にも対応可能です。これにより、製品開発の段階で試作を繰り返し、最適な設計を実現できます。また、試作段階で問題点を特定し、量産前に修正を行うことで、コストの最適化にもつながります。

高精度な製品が作れる

射出成形は、微細な形状や複雑なデザインにも対応できるため、精密部品の製造に適しています。医療機器や電子機器の部品など、ミクロン単位の精度が求められる製品にも対応可能です。

各成形方法の違い

各成形方法のメリットとデメリット

各成形方法にはそれぞれの強みと制約があります。用途やコスト、製品の特性に応じて最適な成形方法を選ぶことが重要です。

プラスチック射出成形と他の成形方法の比較

プラスチック成形には、射出成形以外にもさまざまな方法があります。特に押出成形やブロー成形など、それぞれの成形方法には特性があり、適した用途が異なります。ここでは、プラスチック射出成形と他の成形方法の違いを詳しく比較します。

樹脂成形のコスト削減のポイント

• 適切な材料選び：用途に適した熱可塑性樹脂を選択し、材料費を削減
• 金型設計の最適化：ウェルドライン対策や流動解析を活用し、不良率を低減
• 成形条件の最適化：適切な温度や圧力設定で、ムダのない生産を実現

プラスチック射出成形の不良対策

ウェルドライン対策

ウェルドラインは、溶融樹脂が合流する部分にできる線状の弱点です。これを防ぐには、流動解析を活用し、金型設計を最適化することが重要です。

射出成形の成形条件の調整

不良品を減らすためには、射出圧力や温度管理が重要です。特に、過剰な温度や圧力は成形品の品質を損なうため、適切な調整が求められます。

プラスチック射出成形とSDGs対応

近年、環境問題への対応が求められる中で、プラスチック射出成形も持続可能な開発目標（SDGs）に貢献する取り組みが進んでいます。リサイクル材の使用や省エネルギーの推進など、環境負荷を低減するための方法について紹介します。

環境に配慮した樹脂成形の取り組み

リサイクル可能な材料の活用や省エネ型の成形機導入により、環境負荷を低減する取り組みが進んでいます。また、廃棄物の削減やCO2排出量の抑制にも貢献できます。

まとめ

プラスチック射出成形は、短納期・低価格での生産が可能であり、小ロット対応や高精度な成形が求められる製品にも適しています。また、他の成形方法との違いを理解し、適切な工程管理を行うことで、コスト削減や品質向上が可能です。SDGs対応の視点も考慮しながら、最適なプラスチック成形を実現しましょう。

金属やプラスチック製品のデザイン性や機能性を向上させる「加飾技術」。
家電や自動車、スマホ、日用品など、私たちの身の回りにはさまざまな加飾が施された製品があふれています。

本記事では、金属・プラスチック製品への加飾方法の種類やメリット、選び方のポイントについて詳しく解説します。

加飾技術とは

加飾技術とは、金属やプラスチック製品の表面に装飾を施し、デザイン性や機能性を向上させる加工技術です。
単なる見た目の向上だけでなく、耐久性や耐摩耗性の向上、機能性の追加（防汚・防錆・抗菌など）も可能です。

加飾の目的には、以下のようなものがあります。

デザイン性の向上（光沢・マット・メタリック仕上げなど）
耐久性の強化（傷や摩耗に強い加工）
ブランド価値の向上（高級感を演出）
機能性の付与（防汚・抗菌・撥水・UVカットなど）

次に、金属とプラスチックの加飾技術について、それぞれ詳しく見ていきましょう。

金属製品への加飾技術

(1) メッキ加工

金属の表面に薄い金属膜をコーティングする技術です。
耐食性を高めるだけでなく、高級感のある仕上げも可能です。

代表的なメッキの種類

• クロムメッキ（耐摩耗性が高く、光沢が美しい）
• ニッケルメッキ（耐食性が高く、自動車部品に多用）
• 金メッキ（高級感を演出し、電子部品にも使用）

(2) アルマイト処理（陽極酸化処理）

アルミニウム表面に酸化皮膜を形成し、耐食性や耐摩耗性を向上させる技術です。

アルマイトのメリット

• カラーバリエーションが豊富（着色可能）
• 耐摩耗性・耐候性が向上
• 軽量でありながら強度が高い

(3) PVDコーティング（物理蒸着）

金属表面に薄い金属膜を形成することで、高級感のあるカラーや耐摩耗性を実現します。

PVDコーティングの特長

• ゴールド・ブラック・チタンなどの美しい仕上がり
• 耐摩耗性・耐食性が向上
• 時計・自動車部品・スマートフォンに多用

(4) レーザーマーキング

レーザーを照射して金属表面に刻印を施す加工方法です。

レーザーマーキングの活用例

• シリアル番号やロゴの刻印
• 高級感のあるデザイン
• 消えにくいマーキング

プラスチック製品への加飾技術

(1) 真空蒸着（メタリック仕上げ）

プラスチック表面に金属膜を蒸着させ、光沢のあるメタリック仕上げを実現します。

真空蒸着の特長

• 軽量なのに金属のような質感
• 電気絶縁性を維持
• 自動車内装や家電製品に使用

(2) ホットスタンプ（箔押し加工）

加熱した金属箔やカラー箔をプラスチックに圧着する加工方法です。

ホットスタンプのメリット

• ゴールドやシルバーの高級感
• 曲面にも対応可能
• コスメ容器やロゴデザインに使用

(3) インモールド成形（IMD/IML）

プラスチック成形時にフィルムを一体化させることで、耐久性の高いデザインを実現します。

IMD/IMLの特長

• 高精細なデザインが可能
• 摩耗や傷に強い
• 自動車の内装や家電のパネルに使用

(4) シルクスクリーン印刷

スクリーンを通してインクを転写する印刷技術で、鮮やかな発色が可能です。

シルクスクリーン印刷の活用例

• プラスチックパネルのロゴ印刷
• 耐久性の高いデザイン

(5) ラバー塗装（ソフトフィール塗装）

ゴムのような手触りを持つ塗装で、高級感やグリップ感を向上させます。

ラバー塗装のメリット

• 滑りにくく、触り心地が良い
• 耐久性が高く、高級感を演出
• スマホケースや自動車の内装に使用

加飾技術の選び方

飾方法を選ぶ際は、以下のポイントを考慮しましょう。

見た目の質感を重視するか？（メタリック・光沢・マットなど）
耐久性が求められるか？（傷つきにくさ・耐摩耗性）
コストと生産効率を考慮するか？（量産に適しているか）
使用環境に適しているか？（耐熱・耐水・耐候性など）

まとめ

金属やプラスチック製品の加飾技術には多くの種類があり、デザイン性・耐久性・機能性を向上させることが可能です。

当社では、お客様の製品や用途に合わせた最適な加飾技術をご提案いたします。
「どの加飾技術が適しているかわからない」という方も、お気軽にご相談ください！

鉄鋼材料

鉄鋼は、安価で加工性が良好で金属の中で最も多く使用されている材料です。
鉄鋼材料は炭素鋼・合金鋼（特殊鋼）・鋳鉄に分けられます。

炭素鋼

炭素鋼（Carbon Steel）は、主に鉄と炭素から成る合金で、炭素鋼は一般的に0.02%から2.14%の炭素を含む鉄鋼です。

炭素含有量による分類
低炭素鋼：炭素含有率が0.02%から0.3%。可塑性が高く、主に溶接や成形に適しています。
中炭素鋼：炭素含有率が0.3%から0.6%。強度が高まり、熱処理によって硬度が向上します。
高炭素鋼：炭素含有率が0.6%以上。硬度が非常に高く、刃物やばねなどに使用されます。

JISによる分類
SPC材（冷間圧延鋼材）、SS材（一般構造用圧延鋼材）、S-C材（機械構造用炭素鋼鋼材）、SK材（炭素工具鋼鋼材）

非鉄金属は、鉄を主成分としない金属の総称です。これらの金属は、非常に広い範囲で異なる特性を持ち、様々な工業用途や製品に利用されています。
アルミニウム（Aluminum）、銅（Copper）、鉛（Lead）、亜鉛（Zinc）、ニッケル（Nickel）、チタン（Titanium）、マグネシウム（Magnesium）、ベリリウム（Beryllium）など。

• ベースメタル：鉄、銅、亜鉛、鉛、アルミニウムなど
• レアメタル：チタン、ニッケル、ベリリウム、コバルト、モリブデンなど
• 貴金属：金、銀、プラチナ、パラジウムなど

アルミニウム

アルミニウムは、非鉄金属の中で最も使用されている材料になります。軽量で強度もありリサイクル性にも優れています。その特性から多くの産業分野で重要な素材となっています。

アルミニウムの特徴は軽さで、比重は鉄や銅と比較して3分の1程度になります。
さまざまな部品の軽量化に貢献しています。
柔らかく加工性が良いため、加工コストも低減できます。
また、アルミニウムの熱伝導率は鉄の約3倍あり、エンジン部品、放熱板、冷暖房設備などにも使用されています。

• 比重が小さく軽量
• 合金化により強度が向上する
• 耐食性が高い
• 熱伝導率が高い
• 電気伝導性が高い
• 非磁性体で磁場の影響を受けない
• 低温下でも靭性を維持する
• 加工性が良好、切削・曲げ・絞りなど
• 毒性がない
• 光や熱を反射する
• リサイクル性が高い

銅

銅（Cu）は、非鉄金属でアルミと同様によく使用される金属です。銅は高い導電性や熱伝導性、耐食性などの特性を持ちます。また、加工性もよく、再生可能な資源でありリサイクル性も良好で様々な産業で幅広く使用されています。
電気伝導が高い特性からコネクタなどの電子部品、電子機器、電線などにも使用されています。

• 導電性が高い
• 熱伝導性に優れている
• 非磁性がある
• 耐食性がある
• 伸延性・展延性がよく、加工性が良い
• 高熱に弱い
• 変色する
• リサイクル性がある

銅は主に「純銅」と「銅合金」に分類されます。
純銅とは、純度の高い銅で純度99.9％以上の高純度なものになります。
「無酸素銅」「タフピッチ銅」「脱酸銅」に分類されます。
銅合金とは、銅に他の金属を添加した合金になります。
黄銅（真鍮）・青銅・白銅・洋白・高銅合金・アルミニウム青銅などがあります。

亜鉛

亜鉛は酸素と反応して酸化亜鉛の膜を形成し、これが金属を腐食から保護します。これにより耐食性があります。
亜鉛合金は、亜鉛を主成分としてアルミニウム・銅・マグネシウムなどを混ぜた金属合金です。
亜鉛は他の金属と合金を形成することで純粋な亜鉛よりも優れた特性を持つことができます。亜鉛の特性を補完、強化することで、特定の用途に適した材料を形成します。
亜鉛はダイカスト（亜鉛ダイカスト）の材料としても使用され、アルミニウムより溶解温度が低く、複雑な形状の成形に向いています。切削加工にも良い材質になります。

チタン

チタンは、非常に強度が高く、軽量かつ耐食性があります。
チタンの特性は多岐にわたり、その優れた物理的・化学的性質から様々な分野で使用されています。
耐食性・耐熱性に優れており、自動車部品や航空機部品、航空宇宙の分野などでも広く使われています。海水や酸にも強い。
また、生体適合性が高く、医療分野やアクセサリーやメガネなどでも使用されています。
加工性が良くない、加工コストが掛かる、高価などのデメリットはあります。

• 軽量
• 高強度
• 高耐食性（耐海水性）
• 生体適合性がある
• 不燃性
• 低熱伝導性
• 低電導性
• 価格が高い
• 加工が困難

マグネシウム

マグネシウム・マグネシウム合金は非常に軽量であり、強度が高く、軽量で構造的に頑丈な部品や製品を作るのに適しています。
良好な導熱性を持ち、熱を効率的に伝導することができます。これにより、冷却システムや熱伝導部品として利用されます。
マグネシウムはその軽量性と強度、導熱性などの特性から、様々な分野で広く使用されています。特に自動車や航空宇宙産業、電子機器、医療機器などの分野でその優れた特性が活かされています。
ノートパソコン・デジカメ・スマートフォンなどの部品にも使用されています。

金属材料は鉄鋼金属と非鉄金属に大別されて、それぞれ異なる特性や仕様用途を持つ金属になり使い分けられています。

鉄鋼金属

鉄鋼金属は、鉄と炭素との合金で構成される金属材料であり、非常に広く使用されています。
主成分は鉄（Fe）であり、通常、0.02%から2.1%の炭素が添加されます。他にも合金元素としてマンガン、クロム、ニッケル、モリブデンなどが含まれることがあります。
鉄鋼はその強度と多様な特性から、現代社会で基本的かつ重要な材料となっており、産業の発展において欠かせない存在です。
自動車、建築・建設関連、家電、機械部品、工具などなど幅広いところに使われています。

鉄鋼金属は炭素量、元素量によって、炭素鋼・合金鋼（特殊鋼）・鋳鉄に分けられます。

炭素鋼

炭素鋼（Carbon Steel）は、鉄と炭素の主要な合金成分から構成される鉄鋼金属の一種です。通常、炭素の含有量は0.02%から2.1%までの範囲にあります。この範囲内で炭素の含有量が異なると、性質や特性が変化します。
炭素鋼は、幅広い用途で利用されています。炭素鋼は炭素含有量の変化によって異なる特性を持ち、環境や使用用途により選定されます。

SPC材（冷間圧延鋼材）、SS材（一般構造用圧延鋼材）、S-C材（機械構造用炭素鋼鋼材）、SK材（炭素工具鋼鋼材）
など。

自動車、建築・建設関連、家電、機械部品、工具などなど幅広いところに使われています。

SPCC（冷間圧延鋼板）

SPC（Steel Plate Cold）は、一般的には冷間圧延された鋼板を示します。冷間圧延は、鋼材を常温で圧延するので、これにより均一な寸法となめらかな表面が得られます。SPCは、大きな力が加わる製品には向いていませんが、加柔らかい材料で薄い板材として使われることが多く、板金加工やプレス加工の材料として適しています。

SS材（一般構造用圧延鋼材）

SS材（一般構造用圧延鋼材）は、建築や橋梁、機械製造、自動車産業など、さまざまな分野で広く使用される汎用が高く構造用で利用される鋼材です。JIS規格でよく使用されるているのはSS400になります。

一般構造用圧延鋼材は、その汎用性と強度を活かして、建築や製造業において幅広く利用されています。適切な形状や特性の鋼材を選定することで、仕様目的に最適な材料になります。

S-C材（機械構造用炭素鋼鋼材）

S-C材（機械構造用炭素鋼鋼材）は、機械構造や歯車、シャフトなどの機械部品に使用される炭素鋼です。一般的に、機械構造用炭素鋼は、十分な強度や耐久性、加工性を備えています。さまざまな機械の構造部品に適しています。
また、S-C材はSS材などと比較して炭素量が多いため、焼入れで強度・硬度を高くすることができる材料になります。

SK材（炭素工具鋼鋼材）

SK材（炭素工具鋼鋼材）は、炭素（Carbon）を主成分とし、さらに合金元素を添加して作られた工具類に適した鋼材です。耐摩耗性、硬度、耐熱性などに優れ、焼入れも可能で、工具製造や刃物、農機具部品、自動車用部品などに使用されます。

合金鋼（特殊鋼）

合金鋼（Alloy Steel）は、炭素鋼をベースに加えて他の元素が合金を形成する鉄鋼です。合金鋼は、通常、その特性を向上させるために異なる金属や非金属の元素を添加して製造されます。これにより、鋼の強度、硬度、耐摩耗性、耐食性などが向上し、特定の用途に適した材料となります。
五大元素の炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄に加えて、その他の元素のクロム、ニッケル、モリブデン、コバルトなどを添加して合金鋼が出来ます。

合金鋼（特殊鋼）は、ステンレス鋼・合金工具鋼・高速度工具鋼・超硬合金鋼・ハイテン鋼・クロムモリブデン鋼などがあります。

ステンレス鋼

ステンレス鋼（SUS）は、合金鋼の中でもよく使われる材料になります。鉄鋼素材の五大元素に、クロムとニッケルを加えた合金で、耐食性や耐摩耗性が特長的な材料です。ステンレス鋼は一般的に、クロム、ニッケルの他にモリブデン、マンガン、および他の合金元素を含んでいます。これらの成分の組み合わせにより、ステンレス鋼は錆びにくく汚れにくい、高い強度と耐摩耗性を持っています。

食品関連（食器、キッチン器具など）、医療機器（手術用具、医療装置など）、建築（手すり、屋根材、外装など）、化学工業（タンク、パイプ、バルブなど）、自動車産業（排気システム、車体部品など）などで使用されています。
ステンレス鋼はその優れた特性から、広範な用途に使用されています。特に食品関連や医療分野ではその高い耐食性と衛生性が求められ、建築分野や自動車産業でも広く採用されています。

合金工具鋼

合金工具鋼（Alloy Tool Steel）は、主に工具や刃物の製造に使用される鋼材で、その特性を向上させるために合金元素が添加されています。この合金工具鋼は、通常、高い硬度、強度、耐摩耗性、および耐熱性を持っています。異なる合金成分の組み合わせによって、特定の用途に適した性能が得られます。
炭素工具鋼鋼材（SK材）に、クロム、タングステンなどを添加して、さらに硬度や耐摩耗性、耐熱性を向上させた材料です。

合金工具鋼は、その特性により切削や成形などの工具製造において広く使用されています。異なる合金成分の組み合わせや熱処理によって、特定の用途に最適な性能を持つ鋼材を製造することが可能です。製造業や金属加工業界において、高い性能が求められる工具や刃物に利用されています。

高速度工具鋼

高速度工具鋼（ハイス鋼）は、主に高速で回転する切削工具や刃物の製造に使用される特殊な鋼材です。この鋼材は、耐熱性と耐摩耗性に優れており、高速での切削や加工作業に適しています。高速度工具鋼は通常、タングステン、クロム、バナジウム、モリブデンなどの合金元素を組み合わせて性質を調整して製造されます。

高速度工具鋼は、高速での切削や加工が必要な産業の分野で幅広く使用されています。これらの工具は、金属加工、木工、プラスチック加工などで広く応用され、その高い性能により生産性向上が期待されます。熱処理によって特性を調整することが可能で、異なる用途に応じてさまざまなタイプの高速度工具鋼があります。

超硬合金鋼

超硬合金鋼は、極めて硬度を高い合金鋼になります。タングステンカーバイドと呼ばれる超硬質な合金を基にした鋼材です。これは通常、タングステンカーバイドの微粒子がコバルトなどと結合したものです。超硬合金鋼は非常に硬く、耐摩耗性や耐熱性に優れています。

ハイテン鋼（高張力鋼）

「ハイテン鋼」は、高張力鋼とも呼ばれます。これは、通常、一般的な炭素鋼よりも高い引張強度を持つ鋼材を指します。高張力鋼は、その名の通り、引張り強度が高く、同じ断面積の部材でより大きな荷重を支えることができるため、軽量化や強度向上の要求がある構造物や部品の製造に使用されます。
一般的な炭素鋼「SS400」と比較して2倍以上の引張り強度があります。

ハイテン鋼は、特に自動車産業において、車両の軽量化と燃費向上のために重要な材料となっています。また、建築や産業機械など、様々な分野で利用されています。特定の強度や耐久性が求められる場面で、設計上の要求事項を満たすために採用されることがあります。

クロムモリブデン鋼

クロムモリブデン鋼は、クロムとモリブデンを主要な合金元素として含む鋼材です。これらの合金元素の添加により、鋼の特性が向上し、高温での強度や耐摩耗性が向上します。クロムモリブデン鋼は、特に高温での使用や耐摩耗性が求められる環境で広く使用されています。

クロムモリブデン鋼はその特性から、高温や高圧の環境での使用が必要な産業分野で広く使用されています。特にボイラーや圧力容器、石油・化学プラント、自動車製造、航空宇宙産業などで多く使用されています。

鋳鉄

鋳鉄は、鉄と炭素からなる合金です。鋳鉄は、熱で溶かした金属を型に流し込んで鋳造することが一般的であり、様々な形状の製品を生産するのに適しています。鋳鉄はその性質により、構造物や機械部品、調理器具など多岐にわたる用途で利用されています。
自動車部品、機械部品、工業品、水道管、マンホール、調理用の鍋などの材料として使用されています。

白鋳鉄・ねずみ鋳鉄・CV鋳鉄・強靭鋳鉄・ダクタイル鋳鉄・可鍛鋳鉄などがあります。

金属切削加工とは

金属切削加工とは、金属のブロック材料や丸棒材を機械加工にて削り取って求める製品形状を形成する加工になります。
フレイス加工や旋盤加工、素材を削ります。時にはワイヤーや放電加工機にて加工します。
金属切削加工は比較的寸法精度が高い加工方法になります。

金属切削加工の工程

工程・設計

まずは製品図面（2D図面・3Dデータ）を確認して、加工工程を設計します。
製作する製品に対して必要な工程を組みます。また、必要な金属材料のサイズや必要な工具を選定します。

材料・工具などの手配

製品を製作するのに必要な金属材料の手配、必要に応じて加工工具の手配をします。

前段取り

マシニングセンターなどで製品形状を加工する前段階として、元の材料の寸法精度を出します。（角出し）
フレイス加工や平面研磨などを使用して角出しを行います。六面体の直角・平行度・寸法の精度を出します。

加工NCプログラムの作製（CAD/CAM）

マシニングセンター・NCフライスなどのNC加工機を使用して加工をするためにNCプログラムを作成します。
NCプログラムとはコンピューターで数値を制御するためのプログラムです。
製品図面の2D図面・3DデータからCAD/CAMを使用してプログラムを作成さいます。
使用する工具や加工工程順により加工時間や加工精度が変わりますので、重要な工程になります。
CAD/CAMのシミュレーション機能を確認してNCデータを作成します。

切削加工

前段取りやNCプログラムの製作が完了したらワークを切削してきます。
切削加工は大きく分けて「転削」と「旋削」に分けられます。

転削は工具を回転させてワークを削っていきます。汎用フライス・NCフライス・マシニングセンタ・3軸加工機・5軸加工機など。

旋削加工は被削材料を回転させて切削工具（バイト）を当てて切削し所定の形状を形成する方法になります。
汎用旋盤・NC旋盤（CNC旋盤）など。

仕上げ

仕上げ加工が必要な場合は仕上げ加工を行います。
研削・研磨加工などで、鏡面仕上げ・ヘアライン加工・エンボス仕上げなどの加工を施します。

また、バリ取りや手仕上げも必要に応じて対応します。

表面処理

材質や製品の使用用途に応じて、メッキ・アルマイト処理・クロメート処理・黒染め処理・各種塗装・ブラスとなどの表面処理施します。

検査

外観・形状・寸法確認等を行い、問題なければ出荷に進めます。

切削加工の金属材料

金属材料は鉄鋼金属と非鉄金属に大別され、使用用途によって選定します。

鉄鋼金属は炭素鋼、特殊鋼（合金鋼）、鋳鉄などがあります。

鉄鋼金属

炭素鋼

SPC材（冷間圧延鋼板）、SS材（一般構造用圧延鋼材）、S-C材（機械構造用炭素鋼材）、SK材（炭素工具鋼鋼材）など。

特殊鋼（合金鋼）

特殊鋼（合金鋼）は、炭素鋼に様々な元素を添加した鉄鋼です。
5大元素の炭素・シリコン（ケイ素）・リン・マンガン・硫黄の元素以外にもクロムやニッケル、コバルトなどを添加した合金鋼になります。
元素添加することにより、強度・硬度、耐食性・耐摩耗性・粘りなどの性能を持たせることが出来ます。
特殊鋼（合金鋼）には、ステンレス鋼やクロムモリブデン鋼、合金工具鋼などがあります。

鋳鉄

鋳鉄（ちゅうてつ）は、鉄と一定量の炭素および他の合金元素を含む合金で、融点が低く溶解しやすく鋳造されることが一般的です。高温で溶融した鋳造合金を型に流し込んで形成されます。このプロセスにより、複雑な形状の生産が可能です。
鋳鉄は、マンホールや水道管、工業製品、機械部品など幅広い分野で使用されています。
鋳鉄の種類は白鋳鉄・ねずみ鋳鉄（FC）・強靭鋳鉄・ダクタイル鋳鉄（FCD）・可鍛鋳鉄などがあります。

非鉄金属

非鉄金属（ひてつきんぞく）は、主に鉄以外の金属を指します。このカテゴリーにはさまざまな金属が含まれており、銅、アルミニウム、鉛、亜鉛、ニッケル、チタン、スズなどがその代表例です。
非鉄金属は、特性に応じて様々な用途に使用され、製品の性能や軽量化、耐腐食性などの要件を満たすために重要な役割を果たしています。

アルミニウム合金

アルミニウム合金は、アルミニウムと他の元素との組み合わせで構成される合金です。
鉄などと比較して軽量で柔らかい、切削性が高い材料になります。
また、耐食性や導電性、熱伝導性が高く様々な用途に使用されています。

銅合金

銅合金は導電性や熱伝導性に優れている材料で、耐食性にも優れており、銅電線やヒートパイプ、フライパンや鍋などの日用品にも多くの製品に使用されています。

マグネシウム合金

マグネシウム合金は、金属の中でもっとも軽い実用金属です。軽量金属で強度と剛性に優れています。
性能的なメリットが多い材料ですが、加工性は悪い・燃えやすいなどデメリットもあります。
ノートパソコン・デジカメ・自動車関連など幅広い業界で使用されています。

板金加工の流れ・工程

板金加工の工程は、図面展開・NCプログラムの作製・ブランク加工・前処理・曲げ加工・溶接・仕上げ・表面処理（メッキ・塗装・アルマイト・シルク印刷）・検査などの工程を経て製品が完成します。

図面展開

まず初めに、製品図面から板金加工の最初の工程でブランク加工（切断・抜き加工）を行うために、図面を展開します。
製品図面は基本的に三角法の三面図（正面図・平面図・側面図）で書かれており、板金製作用に曲げ加工などの各加工工程を考慮して図面展開します。
2DCAD及び3DCADを使用して設計作業を行います。

NCプログラムの作製

板金加工に使用するNC加工機（NCT（NCタレットパンチプレス）、レーザ加工機、レーザー・タレパン複合機 、ベンディングマシンなど）を動かすためのNCプログラムを作成します。
加工プログラムを作成するソフトウェアのCAD/CAMを使用してNC加工機を数値制御して工作機械を動かすNCプログラムを作成します。

ブランク加工

ブランク加工は、抜き加工・切断加工を行い展開した図面形状の通りに外形や穴加工を形成します。
シャーリング加工・タレパン加工・レーザー加工・タレパンレーザー複合加工・ワイヤー加工・エッチング加工などでブランク加工を行います。

前処理

ブランク加工で抜き加工や切断加工によって、バリが発生する為、後工程の曲げ加工を行う前にバリを除去します。
ヤスリやグラインダーなどを利用して手作業で除去したり、サンドペーパーを回転させて機械的に除去します。
また、次工程の曲げ加工を行う前に、曲げた後では難しい加工は必要に応じて加工を施します。
バーリング加工・タッピング加工・ねじ穴・ザグリ・皿もみ加工など。

曲げ加工

展開図面通りにブランク加工を行い、前処理をした金属の平板をプレスブレーキ（ベンダー）を使用しており曲げ加工をして形状を成形します。
曲げ加工は板金加工において最も重要な工程になります。

ベンダー加工はワークをバックゲージに突き当てて、金型（パンチ・ダイ）で挟み込み曲げ角度を形成します。
曲げ加工の種類は、型曲げ・V曲げ・U曲げ・L曲・エアベンディング・ボトミング・コイニング・パーシャルベンディングなどがあります。

溶接

曲げ加工を施した板金同士を接合する場合に溶接加工を行います。接合個所を溶接し製品形状を形成します。
溶接加工は、溶接技術者の技量で仕上がりや品質に大きく左右します。

溶接の工法は大きく3種類に分類され、融接、圧接、ろう接になります。
様々な溶接の種類

• アーク溶接
• レーザー溶接
• スポット溶接
• スタッド溶接
• ロウ付
• TIG溶接
• MIG溶接

仕上げ

溶接加工後は加工部分に凹凸や焼け跡が発生します。その凹凸部をヤスリやサンダー、グラインダーサンドペーパー、研磨などでならして平らに仕上げます。
また、焼け跡の除去やキズの補修をして仕上げます。

表面処理

表面処理の必要な製品は仕上げ加工が完了した後に表面処理を行います。
表面処理は、材質や使用用途、処理の目的など設計者の要望により必要な処理を行います。
メッキ、アルマイト処理、焼付塗装やウレタン塗装、紛体塗装、シルク印刷などの表面処理を施します。

検査

上記工程を経て製品が完成します。最終工程として出荷前に検査工程があります。
外観検査、図面と照らし合わせて寸法検査を行い、検査にクリアした製品を出荷します。

板金加工とは

板金加工とは、金属素材の板材（鉄、ステンレス、アルミ、銅など）を抜き・切断、曲げ、溶接などの加工を施して製品・部品を形成する加工方法です。
板金製品・部品は、自動車関連・航空機・家電製品・建築関連・産業機器・OA機器・電子機器・電子部品などその他の産業で多くの製品に使われています。

板金加工の様々な加工

板金加工は様々な加工を施し、製品を形成します。

レーザー加工

レーザー加工とは、レーザー加工機を用いて、金属の板材を高速で外周の切断や穴を切り抜きます。
製品の展開基本形状となるブランクを金属板の外周や内側の抜き形状などを切り出す加工になります。

高出力レーザーを板材に照射することで、熱で金属を溶かしアシストガスで吹き飛ばすことによって素材を切断する加工です。

シャーリング加工

シャーリング加工とは、板金の素材を必要なサイズに切断するせん断加工になります。
ハサミの原理と同じで、上刃と下刃が付いており、圧力をかけて金属を切断します。

シャーリング加工は、上刃と下刃の圧力で切断するため、切断面上部はダレ、下部はバリが発生します。

タレパン加工（タレットパンチプレス）

タレパン加工（タレットパンチプレス加工）とは、タレットパンチプレスというプレス加工機をを使用して、金属素材の板材を様々な金型で打ち抜いて加工しる加工法になります。
高精度な加工ができ、量産性にも優れており、大量生産や多品種小ロットにも向いています。
金属の板材ををプレスして打ち抜くため表裏に返り、バリやダレが発生するため研磨などの加工が必要です。

タレットパンチプレス

タレットパンチプレスは、金型（パンチ・ダイ）を取り付け、NC制御によって金属の母材を高速でプレスして打ち抜いていくプレス加工機です。
タレットと呼ばれる金型ホルダーに、複数種類の金型（パンチ・ダイ）を取り付けて、母材を高速で打ち抜いていきます。
NC制御によりタレットが回転することで金型が自動的に切り替わり、複数の加工や複雑な加工を行えます。

レーザー・タレパン複合加工

レーザー加工とタレットパンチプレス加工を同時に行うことができるレーザータレパン複合機を使用する加工法になります。

周長の長いブランクの外周や大きな穴、長穴などはレーザーで加工を行い、穴など打ち抜きに適した加工をタレパンで行います。
レーザー加工とタレパン加工を同時に行うことで、精度の向上、工程の削減、加工時間の短縮など様々なメリットがあります。

ベンダー加工（曲げ加工）

ベンダー加工（曲げ加工）は、ベンダー、プレスブレーキを使用して圧力をかけることにより曲げ加工をします。
曲げ加工の原理は、下型のダイに板金をセットして上型のパンチで圧力を加えて曲げ加工を行います。

曲げ加工には様々な種類の加工法があります。
V曲げ・R曲げ・Z曲げ・コイニング・ヘミング曲げ・ロール曲げなど。

V曲げ

「V曲げ」は、金属板をV字型に曲げる板金曲げ加工の一種で最も基本的な曲げ加工です。金属板を特定の形状や角度に曲げるために使用されます。V曲げは、金属板を曲げる際に発生する応力や変形を最小限に抑え、精密な曲げが可能なため、さまざまな製品や部品の製造に利用されます。
曲げたい形状や角度に応じて、V字状の金型を設定します。

R曲げ

「R曲げ」は、金属板をR（半径）の曲線に曲げる加工です。板金を特定の半径で曲げ、円弧状の形状を作り出します。R曲げは、板金を円筒形や曲面状に成形するために使用されます。
R曲げ加工において金型（パンチ・ダイ）の設定と加工機のの精度が重要になります。母材の種類や厚みにより応力が違い、高い技術が必要になります。
R曲げは、円筒形の部品や曲面状の部品を製造する際に重要であり、金属加工業界で広く利用されています。

Z曲げ（段曲げ）

「Z曲げ（段曲げ）」は、板金をZ形状・段差形状を形成する曲げ加工になります。
Z曲げは専用の金型を用いて1工程で曲げる加工方法と、V曲げを2工程の加工で曲げる方法があります。

コイニング

コイニングとは、曲げ角度の精度を必要とするときに使用される加工方法です。
パンチを強い圧力でワークに食い込ませて加工するため、ボトミングの約５倍以上の加圧を必要とします。

ヘミング曲げ

ヘミング曲げは、板金加工において金属板の縁部分のエッジを折り返す曲げ加工です。これにより、強度を向上させるとともに、板金の縁は鋭くとがっているため安全な形状を形成することが可能です。ヘミング曲げは、自動車のボディパネルなどでよく見られる技術です。
また、外観の向上、製品の耐久性にも寄与します。

ブロー成形（Blow Molding）は、熱可塑性プラスチックを使って中空の形状を作り出す成形工法の一つです。ブロー成形は、主に中空の容器やボトル、パッケージなどの製造に利用されます。

ブロー成型は、複雑な中空形状を製造するための手法として利用されています。この技術は飲料容器、洗剤ボトル、化粧品容器、自動車用タンク、医療機器など、さまざまな用途で広く利用されています。

ペレット状のプラスチック樹脂の原材料を加熱溶融し、パリソンと呼ばれる筒状の形状にし、このパリソンを金型内に入れ、挟み込み、パリソン内に空気を吹き込み、金型に密着させて中空製品を形成します。

ペットボトルやポリタンクなどはこのブロー成形により作られています。
ブロー成形には、押出ブロー成形（ダイレクトブロー成形）、射出ブロー成形、多層ブロー成形、３次元ブロー成形等があります。

押出ブロー成形（ダイレクトブロー成形）

押出ブロー成形とは熱可塑性樹脂を加熱して押し出し、パリソンを形成します。
そのパリソン（ホットパリソン）を冷却・固化させずにそのままダイレクトに金型に挿入し空気を吹き込んで成型します。

射出ブロー成形

射出ブロー成形（インジェクションブロー成形）とは、パリソンを射出成形で形成して、パリソンをブロー成型用の金型に挿入し空気を吹き込んで製品を形成します。押出ブロー成型と比較して精度などが優れています。

多層ブロー成形

多層ブロー成型とは、複数の樹脂材料を共押しして多層化の製品を形成する成形方法です。
多層化されたパリソン（コールドパリソン）を成形し、加熱して金型内に挿入して空気を吹き込み成形する工法になります。
食用油・調味料・ガソリンタンクなどの樹脂容器に用いられています。

3次元ブロー成型

3次元ブロー成型とは、複雑な形状の製品に対応した成型方法です。
3次元ブロー成型はパリソンを金型の形状に沿って流し込みます。
湾曲したパイプやホースなどの製品が形成できます。

プラスチック射出成形（Plastic Injection Molding）は、射出成形機を使用して熱可塑性プラスチックを加熱溶融させ、高圧で金型内に射出して特定の形状を形成する成形工法です。 この技術は、量産性に優れており、私たちの身の回りにある様々な製品や部品の製造に広く使用されています。

プラスチック射出成形は、高い精度と生産性が優れているため、自動車部品、電子機器、電子部品、家庭用品、日用品、医療機器、家電製品など、さまざまな業界で広く利用されています。

射出成形の工法・流れ

プラスチック射出成形（インジェクション成形）の工程は簡単に原材料（ペレット）の投入。樹脂材料を加熱溶融・金型に流す（射出）・冷却・製品を取り出す、になります。

このサイクルは非常に高速で、多くの場合、数秒から数分で完了します。そのため、大量生産が可能であり、高い生産効率を実現できます。

射出成形のメリット・デメリット

プラスチック射出成形には以下のような多くのメリットがあります。

メリット

1. 量産性に優れている。
2. 複雑な形状の製品を生産できる
3. 製品単価が安い
4. 多数個取りにより大ロットにも対応可能
5. 生産スピードが速い
6. 製品の仕上がりが一定の品質を保てる
7. 様々な材料に対応している

デメリット

1. 金型の製作が必要でイニシャル費が高価になる
2. 製品に抜き勾配が必要
3. アンダーカットがあると金型が複雑になる
4. ゲート・パーティングライン・分割ライン・押出ピン等の痕が付く
5. 金型の製作が必要な為、初期の生産に時間がかかる

樹脂成形の用途

プラスチック射出成形は、その高効率性と柔軟性からさまざまな用途で利用されています。 以下に、プラスチック射出成形の主な用途をいくつか挙げてみましょう。

自動車関連
バンパー、ダッシュボード、内装パネル、内装部品、ドアパネル、ヘッドライトハウジングなど。

電子部品・電子機器
コネクタ、ケース、スイッチ、電子機器のハウジング、電源プラグなど。

家電製品
テレビやリモコンの外装・内装部品、冷蔵庫、洗濯機など。

医療機器関連
注射器、医療機器のパーツ・ケースなど。

家庭用品
ボトル、容器、プラスチック製食器、洗剤容器、玩具など。

雑貨
キーボード、マウス、おもちゃ、文房具、化粧品容器など。

建材
配管パイプ、フィッティング、窓枠、サッシなど。

パッケージ
ボトル、容器、フタ、食品パッケージなど。

スポーツ用品
スポーツ用具、ヘルメットなど。

家具
椅子、テーブル、収納ボックス、照明器具のカバーなど。

産業機器
産業機器や機械装置のギヤ・歯車、ハウジング、パネル、スイッチ、制御パネルなど

通信機器
ルーター、モデム、通信機器のケースなど。

エネルギー産業
太陽光パネルのフレーム、風力発電機の部品など。

使用される材料

射出成形で使用される主なプラスチック材料を紹介します。

(1) ABS樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）

• 特徴: 耐衝撃性が高く、機械的強度に優れる
• 用途: 自動車部品、家電製品、玩具

(2) ポリプロピレン（PP）

• 特徴: 軽量で耐薬品性が高い、リサイクル性が良い
• 用途: 食品容器、医療機器、自動車部品

(3) ポリカーボネート（PC）

• 特徴: 透明性が高く、耐衝撃性も優秀
• 用途: CD・DVD、スマートフォンのディスプレイ、ゴーグルレンズ

(4) ナイロン（PA）

• 特徴: 高強度・耐摩耗性・耐熱性が高い
• 用途: 工業用ギア、機械部品、電動工具部品

(5) ポリアセタール（POM）

• 特徴: 優れた耐摩耗性、高剛性
• 用途: 精密機械部品、歯車、ベアリング

(6) ポリブチレンテレフタレート（PBT）

• 特徴: 耐熱性・耐候性・電気特性に優れる
• 用途: 電子部品、自動車部品

(7) 液晶ポリマー（LCP）

• 特徴: 超高強度、耐熱性・耐薬品性が優れる
• 用途: コネクタ、電子機器部品

(8) ポリフェニレンサルファイド（PPS）

• 特徴: 高い耐熱性と耐薬品性
• 用途: 自動車、電気電子部品

(9) 生分解性プラスチック（PLAなど）

• 特徴: 環境に優しく、自然分解可能
• 用途: 使い捨てカトラリー、食品包装

使用する材料によって製品の特性が大きく変わるため、用途に応じた選択が重要です。

射出成形機の種類

(1) 油圧式射出成形機

• 大型製品向け
• 高い成形圧力を実現
• ランニングコストが安い

(2) 電動式射出成形機

• 精密成形に適する
• エネルギー効率が高い
• 騒音が少なく、環境負荷が低い

(3) ハイブリッド式射出成形機

• 油圧と電動の良いとこ取り
• 省エネで高精度
• 中型〜大型製品に最適

それぞれの特性を考慮して最適な射出成形機を選ぶことが重要です。

最新技術と今後の展望

近年、プラスチック射出成形の分野では、次のような技術革新が進んでいます。

(1) 3Dプリンティングとの融合

試作段階で3Dプリンターを活用し、金型製作のコスト削減とリードタイム短縮を実現。

(2) IoT・AIによる生産管理

AIを活用した品質管理やIoTによるリアルタイム監視で、不良品の削減と生産性向上が可能に。

(3) 環境配慮型材料の活用

生分解性プラスチックやリサイクル樹脂の導入が進み、サステナブルな製造が求められる。

今後も技術革新が進み、より高精度・高効率な射出成形が可能になると期待されています。

まとめ

プラスチック射出成形は、高精度・大量生産が可能な製造技術であり、自動車、家電、医療、日用品など幅広い分野で活用されています。使用される材料や成形機の種類、最新技術の進展によって、より高度な製品開発が可能になっています。

環境負荷を低減しながら、高品質な製品を提供するために、今後も新たな技術の導入と改善が求められるでしょう。