射出成形のコストを理解する

はじめにInjection molding costs are a big deal for plastic product manufacturers who use plastic injection molding . This article gets into the nitty-gritty of plastic injection molding costs , explaining all the different things that affect how much it costs.

射出成形は高価なプロセスか？

射出成形は高い？単純な答えではない。プラスチック部品の大量生産には費用対効果が高いことが証明されていますが、機械が高価なため、初期設定費用が高くつくことがあります。

しかし、生産規模を拡大すれば、全体的な製造コストは下がる。そのため、射出成形はプラスチック部品を大量生産するための費用対効果の高いソリューションとして広く考えられています。

だから、作れば作るほど安くなる。

射出成形のコストを左右する主な要因とは？

コストを上下させる要因はたくさんあり、それらを知ることが、プロジェクトのお金の部分をうまくやりくりするカギとなる。

部品代

部品サイズ

より大きな射出成形部品は、より多くの材料を必要とし、より多くの費用がかかる。また、より大きな機械が必要で、その機械はより多くのエネルギーを使い、製造に時間がかかる。

部品が大きくなればなるほど、それを完璧に作るのは難しくなり、よりファンシーで高価な方法を使わなければならなくなる。さらに、部品が大きくなると、特に余分な材料が出るランナーシステムではゴミが多くなり、プラスチック射出成形のコストがさらに上昇する。

部品の複雑さ

複雑な設計の場合、より微細で複雑な金型が必要になることが多く、金型の初期費用が増加する。また、高度な機械や厳しい公差を必要とする場合もあり、これは運用コストの上昇と生産時間の長期化につながります。

複雑なプラスチック成形部品は、冷却やセットアップの要件が増えるため、サイクルタイムが長くなり、全体的な製造効率が低下することが多い。さらに、複雑であればあるほど欠陥が発生する可能性が高くなり、廃棄物や手戻りの発生率が高くなります。

製造可能な部品設計

良い部品はコストを削減する。材料が少なくて済み、金型が作りやすくなり、サイクルが速くなります。適切な肉厚を持ち、一貫性があり、アンダーカットがないことがその理由です。

悪い部品は金型を作りにくくし、サイクルを遅くし、スクラップを多くする。複雑な形状を持ち、製造用に設計されていない部品がそうさせるのだ。

金型費用

射出成形金型にかかる費用は、製造工程で発生する。 射出成形プロセス 金型を作る工程、使用する材料、金型の複雑さ、金型キャビティの大きさによって異なる。

金型製造工程の選択：

3Dプリンティング： 試作品や複雑なデザインには適しているが、大量生産には強度が足りないかもしれない。

CNC加工： 正確で汎用性が高いが、時間がかかり、コストもかかる。

放電加工： 小さなディテールには向いているが、素材が硬かったり複雑だったりするとうまくいかないかもしれない。

金型の複雑さ

複雑な形状、アンダーカット、複雑な形状の金型は、製作が難しいため、一般的に金型コストが高くなります。特殊な工具が必要で、製造に時間がかかるため、初期費用がかさむのです。

一方、複雑な機能が少ないシンプルな金型設計であれば、金型コストを削減できるため、特に複雑な機能が必要ない場合には、費用対効果の高い選択肢となります。

射出成形のコストを最適化するためには、設計要件とコストのバランスを取ることが重要です。

金型キャビティサイズ

大きな金型は強度が必要で、その分コストも高くなる。しかし、より多くの材料を保持し、一度に多くの部品を作ることができます。

その反面、金型キャビティが小さいほど、使用する材料が少なく、金型設計が単純になるため、通常は安価になる。

金型キャビティのサイズは、生産ニーズに基づいて選択する必要があります。キャビティサイズと部品サイズの適切なバランスを取ることで、材料費と金型費を節約することができます。

金型素材の選択

選択する金型材料は、初期投資額や製造工程の出来に影響する。

金型の素材によって、コストも耐用年数も異なる。アルミや3Dプリンターで作った金型は安価で、少ない数を作るのであれば効果的だ。

一方、多くの部品を作る場合は、スチールのような強度のある金型が必要です。鋼鉄製の金型は初期費用はかかりますが、長持ちし、各部品を安く作ることができます。

ですから、正しい金型材料を選ぶことは大きな決断です。今すぐ部品を作るコストと、時間をかけて部品を作るコストのバランスを取らなければなりません。

ここでは、業界で最も一般的な2つの金型材料を紹介する：

スチール： タフでたくさんのパーツを作るのに適しているが、始めるにはコストがかかる。

アルミニウムだ： 軽くて錆びないし、値段も安いから、何かといい。

材料費

高性能プラスチックのような特定の素材を選ぶと、通常はコストが高くなります。しかし、設計と製造工程を最適化し、材料の無駄を省けば、全体として大幅なコスト削減が可能です。

また、リサイクル素材を使用すれば、初期費用は多少高くつくかもしれないが、持続可能性への一歩であり、長期的には元が取れるかもしれない。

生産量

生産量は射出成形に大きな影響を与える。どれだけの原材料が必要なのか、射出成形機にどれだけの精巧さが必要なのか、射出成形金型にどれだけの強度や耐久性が必要なのかに影響する。生産量には3つの大きなカテゴリーがある：

少量生産

このカテゴリーでは、シンプルな金型が必要で、通常はアルミニウムや3Dプリント材料などの安価な材料で作られている。また、必要な原材料や機械も少なくて済むため、射出成形の全体的なコストも低くなる。しかし、少量生産の場合、部品あたりのコストは通常高くなる。

中・大量生産

丈夫な鋼鉄製の射出成形用金型が必要なのは、長持ちし、複数の材料を扱うことができ、できれば高級な機械が必要だからだ。その分、射出成形は高価になる。

しかし、高いコストは部品に分散されるため、部品あたりの製造コストは下がる。注意しなければならないのは、大量生産の方が中量産よりも部品当たりのコストが高いということだ。そのため、部品当たりの製造コストは低くなる。

設備費

成形工程で使われる機械は特殊だ。機械の値段は、その機械の大きさや複雑さ（通常、それだけでどれだけの仕事をこなすか）によって異なり、少量射出成形なら$1万円（小型）以下、大量射出成形なら$20万円（大型）と幅がある。

Medium-sized molding machines ($50,000 or more) can also be customized for medium-volume molding. Also, you need to think about the different kinds of injection molding machines and how they affect cost:

油圧式射出成形機

油圧式成形機は、成形時に油圧ポンプを使用して成形機を制御します。耐久性が高く、射出・射出が安定しており、初期購入コストも手頃である。しかし、消費エネルギーが大きく、精度も低い。

電動射出成形機

電動射出成形機は、電動サーボモーターを使用して成形工程中の機械を制御する。

消費エネルギーが少なく、正確で、運転・保守コストが低く、使いやすい。しかし、初期投資コストが高く、定期的なメンテナンスが必要である。

ハイブリッド射出成形機

ハイブリッド射出成形機は、これら2種類の成形機を組み合わせたものである。ハイブリッド射出成形機の特徴は、省エネ、高精度、再現性です。

しかし、油圧ポンプや電気モーターを使用するためメンテナンスが多く、初期投資コストが非常に高い。

企業は機械を購入する代わりに、射出成形サービス・プロバイダーにプロジェクトを委託する。そのため、機械を購入するための高いコストを負担する必要がなくなり、代わりにサービス・プロバイダーのサービス・コストを負担する必要がある。

人件費

人件費には、人間のオペレーターに関連するいくつかのコストが含まれる：

セットアップ・コストには、射出成形機の設定とセットアップのコストが含まれる。このようなプロセスには正確さと技術的な専門知識が必要なため、多くの時間がかかります。

修理費には、不良部品、工具、成形工程中の複数の部品の交換が含まれる。

射出成形機はほとんどの場合自動化されているが、オペレーターのコストは重要である。

表面仕上げ

表面仕上げには、焼きなまし、サンドブラスト、粉体塗装などの工程が含まれ、部品の見栄えや機能を向上させる。これらは射出成形プロセスそのものには含まれません。

しかし、多くのサービス・プロバイダーは、射出成形と表面仕上げに利用すれば、割引をしてくれる。

機械加工や穴あけのような製造工程、音波溶接のような組み立てサービス、パッド印刷のような装飾といった追加サービスもあり、射出成形のコストは高くなる。

注：すべての部品に表面仕上げやその他の二次加工が必要なわけではありません。したがって、全体的な生産効率を向上させ、材料の無駄を削減するために、これらのサービスが必要であることを確認してください。

部品梱包

包装のコストは、それが消費者向け包装（つまり、皆さんが認識して捨てるもの）か、より高価な輸送用包装かによって異なります。消費者向け包装は、すぐに使える製品に適している。

しかし、大手メーカーは自動包装を利用することで、ダメージやミスを減らすことができる。

部品検査要件

部品検査費用には、標準検査と専門検査の2種類がある。標準検査は、訓練を受けた担当者が部品の欠陥（外観上の欠陥または重大な欠陥）をチェックし、品質検証チームが考えられる原因を特定する内部プロセスである。

専門検査では、専門の技術者を招いて製品を検査する。そのため、専門的な認証にはより多くの費用がかかり、注入サービス・プロバイダーが認証を提供するために手数料を請求することもある。

射出成形コスト削減のベストプラクティスとは？

品質を犠牲にすることなく、プラスチック射出成形金型のコストを節約するためにできることがいくつかあります。これらのことを行うことによって、あなたの生産は、より費用対効果が高く、効率的にすることができます。

簡素化された金型設計

金型設計を簡素化することで、成形工程のサイクルタイムを短縮し、生産効率を向上させ、射出成形を低コストで行うことができます。また、不合格率やスクラップを減らすことで、材料の無駄を最小限に抑えます。

さらに、シンプルな金型はメンテナンスが容易なため、金型の寿命が延び、修理や交換の頻度とコストが削減される。

金型設計をよりシンプルにするためには、不要なものを取り除き、部品形状をより良くし、すでに作られている部品を使うことを考える必要がある。コンピュータ・ツールを使えば、不要なものを見つけて取り除くことができるので、うまく機能し、悪い部品を作らない金型を作ることができる。

不必要な部品の特徴を減らす

このアプローチは射出成形金型設計を単純化し、製造コストを削減する。また、部品の複雑さが減るということは、材料の使用量も減るということであり、コスト削減に直結する。

また、よりシンプルな設計にすることで、成形サイクルを短縮し、生産性を向上させ、人件費やエネルギーコストを削減することができる。

これはまた、金型のメンテナンスが少ないことを意味する。重要なことは、このような単純化された設計は、多くの場合、より高い構造的完全性と一貫した品質を持つ部品を生産することであり、これは欠陥が少ないことを意味する。

効果的に脂肪を削減するには、設計を深く掘り下げ、機能性と製造性のために部品形状を最適化することに集中する必要があります。

これは、特定の美的要素の必要性を見直したり、複数の部品を組み合わせてより効率的な設計にしたり、部品の寸法を微調整して冗長な機能や重要でない機能を取り除いたりすることを意味するかもしれない。

目標は、部品に必要な性能と製造コストの適切なバランスを取ることだ。

材料選択の最適化

高機能プラスチックには特有の利点がありますが、高価になることがよくあります。部品の機能要件を分析し、そのニーズを満たす費用対効果の高い材料を選択することで、品質を損なうことなく大幅なコスト削減を実現することができます。

化粧品の外観をなくす

用途によっては、部品の見た目は重要ではありません。派手なディテールを省くことで、部品をより速く、より簡単に作ることができ、コストを削減することができる。これは特に、見た目が良くなくてもよい部品に当てはまります。

金型の再利用

Getting the most out of a mold is a smart way to save money in injection molding. By using a mold for multiple production runs, you can spread the cost of the mold over a larger number of parts, which lowers the cost per part.

カビを大切に扱い、定期的なメンテナンスを行えば、カビを長持ちさせることができ、長い目で見ればお金の節約にもなる。

インサート成形を選ぶ

インサート成形とは、あらかじめ成形した部品（インサート）を金型に入れてから射出する方法です。これにより、1つの金型に複数のパーツを入れることができるため、パーツを組み合わせるために余分な手順を踏む必要がなくなります。

一度にすべてを行うと、マシンの稼働時間が短くなり、繰り返しやサイクルの回数が少なくて済む。

さらに、別々に設計された部品を組み合わせる必要がないため、時間の節約にもなる。すべての工程をまとめることで、インサート成形は時間とコストを節約します。

結論

プラスチック射出成形プロセスのコストを知ることは、製造プロセスを最適化するために非常に重要です。様々な要因や構成要素を理解することで、十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。

この記事では、射出成形のコストとその使い方について知っておくべきことをすべて取り上げます。高品質の 射出成形 サービスプロバイダーであるZetar Moldは、競争力のある価格で一流の製品を提供しています。