製品材質に基づいて型枠材料を選択するには？
2026-05-22 13:56:40
製品材質に基づいて型枠材料（特に製品に直接接触するコア・キャビティ部分）を選択することは、コスト、性能、寿命のバランスを取る金型設計の重要なポイントです。基本原則は「製品材質の特性を分析し、金型鋼の性能をマッチングさせ、生産ロットとコストを総合的に考慮する」ことです。以下に体系的な選材ガイドを提供します。
一、ステップ1：製品材質の主要特性を分析する
異なるプラスチックや複合材料は金型に異なる課題をもたらします。選材前に、製品材質が以下のどのカテゴリーに属するかを明確にします。
1. 汎用プラスチック（PP、PE、ABS、PSなど）
-
特性：腐食性がなく、金型への摩耗が少なく、加工温度が高くない。
-
金型要件：基本的な強度、耐摩耗性、加工性があれば十分。
2. エンジニアリングプラスチック（POM、PA/ナイロンなど）
-
特性：硬度が高い（POMなど）、または収縮率が大きい（PAなど）、金型に高い耐摩耗性と寸法安定性を要求。
-
金型要件：硬質プラスチックの摩耗に耐えるための優れた耐摩耗性と、寸法変化に対応するための熱処理安定性が必要。
3. 腐食性成分を含むプラスチック（PVC、難燃剤含有材料など）
-
特性：高温加工時に腐食性ガス（PVCはHClを分解）を発生し、金型キャビティを激しく侵食する。
-
金型要件：優れた耐食性（防錆能力）が必須。
4. 高摩耗性プラスチック（ガラス繊維/鉱物強化プラスチックなど）
-
特性：添加されたガラス繊維や鉱物フィラーは非常に硬く、「サンドペーパー」のように金型表面を継続的に摩耗させる。
-
金型要件：非常に高い硬度と耐摩耗性が必要。
5. 高表面品質要求プラスチック（PC、PMMA/アクリルなど）
-
特性：透明部品や高光沢外観部品の製造に使用され、金型キャビティに鏡面仕上げが要求される。
-
金型要件：鋼材は純度が高く、不純物や気孔がなく、卓越した鏡面研磨性能を備える。
二、ステップ2：金型鋼の性能をマッチングさせる
製品材質の課題を明確にした後、対応する性能を持つ鋼材を選択できます。以下は最も一般的に使用される金型鋼の特性と適用シナリオです。
| 鋼材グレード | 中核的特性 | 適用製品材質とシナリオ |
|---|---|---|
| P20 | コストパフォーマンスが高く、予硬性状態（HRC 28-32）、加工容易、熱処理不要。 | 汎用プラスチック（PP、PE、ABS）、低ロット生産（例：10万ショット未満）の一般的な金型。 |
| 718 (718H) | P20のアップグレード版、材質がより純粋、研磨性と耐摩耗性が向上、予硬性状態（HRC 33-38）。 | 表面品質が求められるABS、PCなどの家電外装、自動車内装部品、中ロット生産。 |
| S136 | 耐食性 + 高鏡面、ステンレス鋼、熱处理后の硬度が高い（HRC 48-52）、鏡面研磨可能。 | PVC、難燃剤含有材料、透明部品（PC、PMMA）、医療機器、化粧品包装。 |
| NAK80 | 予硬性鏡面鋼（HRC 38-42）、研磨性に優れ、直接エッチング模様加工可能、熱処理不要。 | 高光沢または複雑なテクスチャを持つ化粧品ケース、ディスプレイ筐体など、50万ショット以下のロットでコストパフォーマンスが高い。 |
| H13 | 耐熱 + 耐摩耗 + 高靭性、熱間金型鋼、耐熱疲労性が良く、耐摩耗性に優れる。 | ガラス繊維強化プラスチック（PA+GFなど）、高温成形材料、およびダイカスト金型。 |
| DC53 | 高硬度 + 高靭性、冷間金型鋼、硬度（HRC 60-63）と耐摩耗性がD2より優れ、欠けにくい。 | 形状が複雑で欠けやすいパンチ、または厚板・高強度板のスタンピング金型。 |
戦略：高性能材料への投資で長期的なコストを低減する。
高光沢部品には熱処理が必要なS136を選択。高摩耗部品にはH13を選択し窒化処理を併用することで、金型寿命を数倍延長できます。初期投資は高くなりますが、製品1個あたりの金型コストは逆に低くなります。
三、高度な最適化戦略
1. 組み合わせ使用
金型全体に高価な鋼材を使用する必要はありません。摩耗しやすいコアやキャビティ部分には高性能鋼（H13など）を使用し、型枠などの非成形部分には普通鋼（S50Cなど）を使用することでコストを最適化できます。
2. 表面処理
金型に窒化処理やPVDコーティング（TiNなど）を施すことで、表面硬度、耐摩耗性、耐食性を大幅に向上させることができます。「小さな投資で大きなリターン」を得られる効率化手段です。
まとめると、金型の選材はシステムエンジニアリングです。「材質分析 → 性能マッチング → ロット検討」のステップに従うことで、製品品質と生産効率を満足させながら、コストを最適に制御できます。お客様のご要望は私たちの追求です。今すぐお問い合わせください。私たちの製品がお客様のご期待に応えます。SG MOLDはご注文をお待ちしております！