「同じ形だから大丈夫」ではない—材料変更に潜む見えないリスク
昨今の原材料費高騰によるコストダウンや、環境配慮(SDGs)への対応として、「バージン材から再生材へ」あるいは「汎用プラスチックからバイオマスプラスチックへ」といった、使用樹脂の切り替えを検討される経営者様が増えています。
「製品の形状は変わらないのだから、今の金型に新しい樹脂を流せばいいだけだろう」
もしそのように簡単にお考えであれば、少し立ち止まってください。プラスチック成形において、樹脂材料の変更は、時に「金型の作り直し」に匹敵する大きなリスクを伴う一大プロジェクトです。
安易な材料変更は、寸法不良、成形品の反り、バリの発生、最悪の場合は金型の破損を招き、コスト削減どころか莫大な損失を生む可能性があります。
なぜ今の金型が使えなくなるのか?知っておくべき「収縮率」と「ガス」の問題
樹脂が変われば、金型に求められる仕様も根本から変わります。特に注意すべき技術的要因は以下の2点です。
1. 「収縮率」の違いによる寸法狂い
プラスチックは溶けた状態から冷えて固まる際に縮みます。この「収縮率」は樹脂の種類によって大きく異なります(例:ABSは0.5%、PPは1.5%など)。
金型は、特定の樹脂の収縮率を見越してあらかじめ大きく作られています。そのため、収縮率の異なる樹脂に切り替えると、製品が設計図通りの寸法に仕上がらなくなります。
2. 「ガス発生」による金型腐食と成形不良
再生材や難燃剤入りの樹脂などは、成形時に多くのガスを発生させることがあります。
従来の金型に十分な「ガス抜き(ベント)」がない場合、ガスが金型内に溜まり、製品が焦げる(ガス焼け)だけでなく、酸性ガスによって金型自体が腐食し、寿命を一気に縮めてしまいます。
ホワイトギルドが提案する「材料変更に強い」金型戦略
私たちホワイトギルドは、材料変更のニーズに対し、単に「やってみる」のではなく、工学的根拠に基づいた金型戦略を提供します。
戦略1:事前の「流動解析シミュレーション」でリスクを可視化
実際に金型へ樹脂を流す前に、最新の解析ソフトを用いて、新しい樹脂での成形をシミュレーションします。 「寸法がどれくらい変わるか」「どこにガスが溜まりやすいか」を事前に予測し、今の金型がそのまま使えるか、改造が必要かを明確に判断します。
戦略2:材料変更を見越した「スチールセーフ」な金型設計
これから新しく金型を作る場合、将来的な材料変更(グレード変更など)の可能性を考慮し、調整可能な構造(入れ子構造など)や、腐食に強い高耐食性の鋼材を選定して設計します。これにより、将来の市場変化にも柔軟に対応できる「長寿命な資産」を提供します。
戦略3:豊富な材料知識に基づく「最適な代替材」の提案
弊社ネットワークには、多様な樹脂特性に精通した技術者が在籍しています。 「コストを下げたいが、金型は変えたくない」というご要望に対し、現在の金型仕様で成形可能な、限りなく近い収縮率を持つ代替グレードを選定・提案することも可能です。
材料選びと金型選びは「セット」で考える
樹脂材料の変更は、企業の利益率やブランド価値を高める重要な経営判断です。だからこそ、現場でのトラブルでそのチャンスを潰してはいけません。
ホワイトギルドは、「材料」と「金型」の両方の専門知識を融合させ、御社の材料切り替えプロジェクトを成功に導きます。 「この樹脂に変えても大丈夫か?」という疑問が湧いたら、試作をする前に、まずは私たちにご相談ください。