射出成形とは？プラスチック製造の中心技術
射出成形（Injection Molding）は、プラスチック（樹脂）を用いた製造方法の中でも、最も普及している加工技術のひとつです。
溶かした樹脂を高圧で金型に流し込み、冷やして固めることで、高精度かつ大量に製品を作ることができます。
現代社会において、射出成形によって作られた製品は至るところに存在します。
たとえば、
- 自動車内装のパネルやバンパー
- スマートフォンの外装
- 生活家電（冷蔵庫、エアコンなど）の部品
- 医療機器の精密パーツ
など、幅広い分野で活用されています。
なぜ射出成形が選ばれるのか？主なメリット
射出成形がこれほど広く普及している理由は、以下のような圧倒的なメリットがあるからです。
1. 大量生産に向いている
金型さえ作れば、何万個・何十万個でも同じ製品を短時間で成形できるため、1個あたりのコストが劇的に下がります。
2. 高精度・複雑形状に対応できる
複雑な3D形状や極小部品でも、一体成形が可能。寸法精度も非常に高いため、後加工がほとんど不要です。
3. 材料選択の幅が広い
ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレンなど、用途に応じて最適な樹脂を選択できるため、強度・耐熱性・透明性などさまざまな要求に応えられます。
射出成形の基本工程を徹底解説！
射出成形は大きく「5つのステップ」で成り立っています。それぞれの工程について、さらに詳しく見ていきましょう。
1. 材料投入と溶融
- ペレット投入
成形材料となるプラスチックペレットをホッパーに投入。 - 加熱・可塑化（かそか）
加熱シリンダー内で、スクリューが回転・前進しながらペレットを加熱し、均一な溶融状態（ドロドロ）にします。
👉 ポイント：可塑化不足や材料劣化に注意！
2. 射出・充填
- 高速射出
溶けた樹脂をスクリューで押し出し、超高圧（数百～数千bar）で金型内へ一気に充填します。
👉 ポイント：流動バランスや金型ゲート設計が品質に直結！
3. 保圧（ほあつ）
- 成形品の収縮補償
充填直後、樹脂は冷却に伴い収縮します。
これを防ぐため、保圧（一定圧力をかけ続ける工程）が必要です。
👉 ポイント：保圧設定が甘いとヒケ（へこみ）不良の原因に！
4. 冷却
- 製品形状の固定
金型の冷却水路を通じて樹脂を冷却し、固体状態に固定します。
👉 ポイント：冷却不十分だと歪み・反り・バリ発生のリスク大！
5. 離型・取り出し
- 金型開放・製品取り出し
固まった製品を金型から取り出します。ロボットによる自動取り出しが一般的です。
👉 ポイント：離型角・エジェクタピン設計が重要！
射出成形に使われる代表的な材料
用途や求められる特性に応じて、さまざまな樹脂材料が使われます。
| 材料 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| ABS樹脂 | 衝撃に強く、加工性が良い | 家電筐体、車内装 |
| ポリカーボネート（PC） | 高透明・高耐衝撃 | 光学レンズ、ヘルメット |
| ポリプロピレン（PP） | 軽量で耐薬品性が高い | 食品容器、パイプ |
| ナイロン（PA） | 耐摩耗性・強度に優れる | ギア、機械部品 |
| PBT樹脂 | 耐熱性・電気特性が良い | コネクタ、電子部品 |
射出成形で発生しやすいトラブルと対策
1. ショートショット（充填不足）
原因
射出圧力不足、金型温度低すぎ、流路設計ミス。
対策
射出速度アップ、金型温度調整、ゲート・ランナー最適化。
2. ウェルドライン（樹脂の合わせ目）
原因
溶融樹脂の合流部で十分な融着がされない。
対策
金型温度を上げる、射出速度を上げる、材料選定を見直す。
3. ヒケ（収縮によるへこみ）
原因
肉厚部分の冷却不良、保圧不足。
対策
肉厚設計の見直し、保圧時間の延長、ゲート位置変更。
射出成形金型の基本構造も知ろう！
金型は、単に樹脂を流し込むだけのものではありません。高精度な成形を支えるため、非常に精密な構造になっています。
- キャビティ（製品側の型）
- コア（裏側の型）
- ゲート（樹脂の流入口）
- ランナー（樹脂の通路）
- 冷却水路
- エジェクタピン（取り出し用ピン）
金型設計の良し悪しが、そのまま製品の品質と生産コストに直結します。
射出成形を成功させるカギとは？
最後に、初心者が押さえるべき射出成形成功のポイントをまとめます。
✅ 材料特性を正しく理解する
✅ 適切な金型設計を行う
✅ 射出速度・圧力・温度を細かく最適化する
✅ 成形条件をきちんと記録・管理する
✅ 問題発生時は迅速に原因分析・対策する
射出成形は、シンプルに見えて高度な「ものづくり技術」の結晶です。
基本をしっかり学び、実践で経験を積むことで、より高品質な製品づくりに挑戦できるでしょう！
