プラスチック製品を量産するうえで欠かせないのが「射出成形金型」です。
同じ製品形状であっても、金型の構造やゲート方式によって品質や生産性、さらには製造コストまで大きく変わります。そのため、製品開発の段階から用途や要求品質に合わせて最適な金型構造を選定することが重要です。
アスカカンパニーでは、長年培ってきたプラスチック射出成形のノウハウを活かし、お客様の製品に合わせた金型設計・開発を行っています。
今回は、射出成形で使用される代表的な金型構造についてご紹介します。

射出成形金型の役割とは？

射出成形とは、溶融したプラスチック樹脂を金型内部へ高圧で流し込み、冷却・固化させることで製品を作る成形方法です。
金型は単純に製品の形を作るだけではありません。

• 品質の安定化
• 生産効率の向上
• コスト低減
• 歩留まり改善
• 外観品質の向上

といった重要な役割を担っています。
特に製品へ樹脂を流し込む「ゲート」の設計は、成形品の品質を左右する重要な要素です。

代表的な金型構造① ピンゲート

ピンゲートは、多数個取り金型でよく採用される代表的なゲート方式です。
金型が開く際にゲートが自動的に切断されるため、成形後のゲートカット工程が不要となります。
また、製品とランナーが分離された状態で取り出されるため、ゲートカスや糸引きが製品へ付着しにくいというメリットがあります。
さらに、狭いスペースに複数の製品を配置できるため、生産性向上にも効果的です。
一方で、ゲート径が小さくなるため流動性の低い樹脂には不向きな場合があります。また、金型構造が複雑になるため、金型費用が高くなる傾向があります。

代表的な金型構造② サブマリンゲート

サブマリンゲートは、トンネル状のゲートを利用して自動的にゲートを切断する方式です。
ピンゲート同様に後工程でのゲートカットが不要でありながら、金型を比較的コンパクトに設計できることが特長です。
また、製品の天面にゲート跡を残したくない場合にも有効な構造として採用されています。
ただし、製品の側面にゲート跡が残るため、外観要求が高い製品では検討が必要になります。

代表的な金型構造③ サイドゲート

サイドゲートは、製品の側面から樹脂を流し込む最もオーソドックスなゲート方式です。
大きな製品や肉厚製品に適しており、流動性の低い材料にも対応しやすいという特徴があります。
ゲートサイズを大きく取れるため充填性に優れていますが、製品とランナーが一体で排出されるため、成形後にゲートカット作業が必要になります。
試作段階や比較的小ロットの製品でも広く採用されている構造です。

代表的な金型構造④ ホットランナー

近年、多くの量産品で採用が進んでいるのがホットランナー金型です。
ホットランナーは、ランナー部分を常時加熱することで樹脂を固化させず、ランナーそのものを不要にする仕組みです。

その結果、

• 材料ロス削減
• 成形サイクル短縮
• 生産効率向上
• 品質安定化

といった多くのメリットが得られます。
一方で、構造が複雑になるため金型費用やメンテナンスコストは高くなります。
量産数量が多い製品ほど、そのメリットを発揮する金型構造といえるでしょう。

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特殊な金型構造にも対応

射出成形では、単純な形状だけでなく、ネジ形状やアンダーカット形状を持つ製品も数多く存在します。

そのような場合には、

• 回転ネジ抜き構造
• スライド構造
• アンダーカット対応機構

などの特殊な金型技術が必要になります。

例えばキャップ製品のネジ部は、金型からそのまま抜くことができません。そのため回転機構を用いて成形品を取り出します。
また、横方向に穴や爪を持つ製品ではスライド構造を採用し、成形後に可動部を動かして離型を行います。
これらの技術は金型設計者の経験やノウハウが大きく影響する領域でもあります。

金型設計が製品品質を左右する

射出成形において、金型は単なる「型」ではありません。

どのゲート方式を選ぶか。
どのように樹脂を流すか。
どのように製品を取り出すか。

これらの設計思想によって、品質・コスト・生産性は大きく変わります。
アスカカンパニーでは、製品設計から金型設計、量産まで一貫して対応しています。豊富な成形実績と開発ノウハウを活かし、お客様の製品に最適な金型構造をご提案いたします。

「こんな形状は成形できるのだろうか？」
「量産を見据えた金型設計を相談したい」

そのようなご相談がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

Writer：もふもふ