プラスチック成形において金型の製作は非常に重要なプロセスであり、その品質が最終製品の出来栄えを大きく左右します。
金型の製作には多くの工程が含まれており、製作期間は金型の種類や複雑さ、サイズ、加工方法、使用する材料などによって大きく異なります。
一般的に、金型の製作には数週間から数か月が必要となります。
この記事では、金型の製作期間の詳細について詳しく解説します。
1. 金型の製作に影響を与える要因
金型製作の期間は、以下のような要因によって左右されます。
① 金型の種類
金型にはさまざまな種類があり、用途によって設計や構造が異なります。例えば、
- 簡単な単発型単色型（金型1組）: 比較的シンプルな構造であり、製作期間は約4〜6週間程度。
- マルチキャビティ金型（複数個取り金型）: 同時に複数の製品を成形するため、精密な設計が必要であり、6〜12週間ほどかかることが一般的。
- インサート金型、2色成形金型: より複雑な機構が必要なため、12〜16週間以上かかる場合もある。
② 設計・開発の時間
金型の製作は、最初に詳細な設計を行うことから始まります。
- CAD/CAMによる設計: 3Dモデリングを行い、必要に応じて流動解析などを通じて最適な形状を決定。
- 試作と修正: 試作品を基に改良を加えるプロセス。 この設計段階だけで2〜4週間かかることも珍しくありません。
③ 加工方法と精度
金型は通常、以下のような加工方法で製作されます。
- 切削加工（フライス・旋盤・放電加工など）
- 研削加工や放電加工による精密仕上げ
- 熱処理や表面処理（焼入れ・コーティングなど） これらの工程を経て高精度な金型が完成しますが、加工の複雑さに応じて4〜8週間程度かかります。
④ 修正・調整・試作
金型が完成した後、試作成形を行い、細かい調整を行います。ここで問題が発生した場合、修正が必要になるため、さらに2〜6週間ほどかかる可能性があります。
2. 一般的な金型製作のスケジュール
上記の要因を踏まえ、一般的な金型製作のスケジュールを示すと以下のようになります。
| 工程 | 期間（目安） |
| 設計・解析 | 2〜4週間 |
| 材料調達 | 1〜2週間 |
| 切削加工 | 4〜8週間 |
| 研削・放電加工 | 2〜4週間 |
| 熱処理・表面処理 | 1〜2週間 |
| 組立・仕上げ | 1〜2週間 |
| 試作・修正 | 2〜6週間 |
| 合計 | 約8〜20週間 |
上記の通り、シンプルな金型でも最短で約1.5約2か月、複雑な金型では約34か月以上かかることがあります。
3. 金型製作時間を短縮する方法
① 設計段階での精度向上
設計ミスがあると修正に時間がかかります。そのため、
- 流動解析を活用し、最適なゲート位置や冷却ラインを設計する
- 試作段階で問題を発見し、早期に対処する
② 高速加工技術の導入
最新のCNC加工機や3Dプリンタを活用することで、従来よりも加工時間を短縮できます。
③ 同時並行での作業
複数の工程を並行して進めることで、全体のリードタイムを短縮できます。
④ 事前の試作・シミュレーション
試作を行うことで、問題発生を未然に防ぎ、修正回数を減らすことが可能です。
4. まとめ
金型の製作にかかる時間は、設計の精度や加工方法、修正の有無によって大きく変わります。一般的には8〜20週間かかりますが、最新技術を活用したり、事前準備をしっかり行うことで、短縮することも可能です。
金型製作の時間を正確に見積もることは、製品の開発スケジュールやコスト管理にも大きく影響するため、事前にしっかりと計画を立てることが重要です。金型の発注を考えている方は、設計から試作までのプロセスを十分に考慮し、余裕を持ったスケジュールで進めるようにしましょう。