樹脂成型品はどうやって作る？
種類・加工方法・コストダウンのポイントも！

そもそも樹脂成型品とは何か、合成樹脂が誕生した背景や、樹脂の種類、加工方法について見ていきましょう。

樹脂とは元来、樹木から分泌される粘り気を持った樹液のことで、接着剤や塗料として古くから使われていました。

金属と比べて安価である点から需要が高まっていくのですが、樹木から採取できる樹脂の量には限りがあるため、19世紀頃、石炭から抽出した炭化水素物質ではじめて合成樹脂（プラスチック）が発明されました。そして戦後の技術発展に伴い、現在では石油から作られるものが主流となっています。

なお、樹木から採取できる樹脂は「天然樹脂」、人工的に作った樹脂は「合成樹脂（プラスチック）」と呼び、用途や目的に応じて使い分けられています。

樹脂成型品とは、主に合成樹脂を使って成型したものを指します。

例えば、文房具やスマートフォン、パソコン、容器、生鮮食品のトレイ、卵のパック、プラモデル、自動車部品など、合成樹脂を原料として形作られたすべての製品が樹脂成型品に分類されます。

樹脂は性質の違いで「熱可塑性樹脂」と「熱硬化性樹脂」の2種類に分類されます。

熱可塑性樹脂は、熱を加えると何度でも加工することができる樹脂です。融点まで熱を加えると柔らかくなり、冷やすと固まるという性質を持っています。

一方、熱硬化性樹脂は熱を加えることで硬化する樹脂です。熱可塑性樹脂と違って、一度硬化してしまうと再度熱を加えても柔らかくなりません。

これらの性質から、熱可塑性樹脂は溶かせば何度でも加工できるチョコレートに、熱硬化性樹脂は一度焼き上げると元に戻せないクッキーに例えられることが多いです。

（熱硬化性樹脂を使用した樹脂成型品例）

樹脂の加工方法は、成型加工・切削加工・3Dプリンタによる積層加工の3つがあります。

まず成型加工とは、溶かした樹脂を金型に入れて固める加工方法で、大量生産に向いています。

その成型加工と対局にあるのが切削加工で、固まった樹脂を工具などを使って削って形を作っていく加工方法です。切削加工は大量生産には向いていないものの、寸法や面粗度の微調整が可能なため、成型加工に比べて加工精度が高いと言えるでしょう。

そして、樹脂加工の方法として1980年頃から新たに誕生したのが、3Dプリンタによる積層加工です。積層加工とは溶かした樹脂を射出しながら層を重ねていく加工方法で、データさえあれば誰でも簡単に樹脂を加工することができます。

3Dプリンタによる積層加工は、金型や治具を作る必要がないので、開発コスト・開発期間の削減には貢献しますが、強度や耐久性が低く、1つの製品を作るのにかなりの時間を要します。そのため、現在の段階では試作品の作成用途として活用されることがほとんどです。

樹脂成型品は、主に成型加工によって作られた樹脂製品を指します。

成型加工は溶かした樹脂を金型に入れて固める加工方法ですが、素材や用途に合わせて様々な加工方法が存在し、1つの機械で完結できるものもあれば、複数の機械を組み合わせて加工していく場合もあります。

ここでは、成型加工の種類で代表的なものを5つ見ていきましょう。

なお、賛否両論ある「成型」と「成形」の違いについてですが、本来、樹脂加工は金型を用いて加工するため「成型」と表現するのが適切です。しかし、加工方法については「成形」と表現するのが一般的ですので、ここでは一般的な「○○成形」でご紹介していきます。

射出成形とは、射出機と呼ばれる機械に樹脂を入れて、熱で溶かしながら金型へ溶かし入れていく加工方法です。電化製品や文房具、自動車部品など、複雑な形状をした樹脂成型品の大量生産に向いています。

インサート成形は射出成形の一種で、インサート品（アルミ板金、SUS板金など）と組み合わさった樹脂成型品を作る加工方法です。あらかじめ金型にインサート品をセットしておき、溶かした樹脂を射出して形を作っていきます。

ブロー成形とは、溶かした樹脂を筒状に押し出したあと、金型に挟みながら空気を入れこむ加工方法です。ボトルや容器などの樹脂成型品は、このブロー成形で作られています。

押し出し成形は、溶かした樹脂を口金を通して連続的に押し出していく加工方法です。チューブやパイプ、シート、フィルムといった、同じ形が連続している樹脂成型品の加工に用いられます。

圧縮成形とは、原料となる樹脂を金型に入れ、圧縮しながら固めていく加工方法です。熱硬化性樹脂の基本的な成型方法であり、最も古い歴史を持つ樹脂成型法だとされています。

高温になりがちな発電機や飛行機の部品、家電製品、灰皿などの樹脂成型品は、熱硬化性樹脂を使った圧縮成形で作られています。

最後に、樹脂成型品を活用したコストダウン提案を3つご紹介していきます。

インサート成形はネジやベアリングといったインサート品も樹脂加工時に組み込んでいけるため、アッセンブリの工数削減に貢献します。

また、インサート成形は機能部品の封止にもなり、品質や耐久性の向上が見込めます。

「金属でなければならない」という思い込みからアルミや鉄などを選択される方が多いのですが、樹脂成型品に変更しても品質上問題がないケースがあります。

金属部品を樹脂成型品に変更すれば、製造コストが大幅にカットできるだけでなく、製品の軽量化にも貢献します。

海外調達がコストダウンに繋がるのは、樹脂成型品も例外ではありません。

目視検査が必要な樹脂成型品の製造コストは、人件費にかかるウェイトが高いため、工数が多くなればなるほどコストメリットが大きいと言えるでしょう。

阪井金属製作所ではご用途に応じてさまざまな金属加工・樹脂加工の提案を行い、経験豊富なスタッフがお客様に寄り添いながらモノづくりでのお悩みやお困り事を解決いたします。

今回ご紹介した射出成形をはじめ、コストダウンに直結しやすいインサート成形や金属部品の樹脂化などもお気軽にご相談ください。

また、ベトナムにあるパートナー工場では、樹脂成型品はもちろんのこと、数量が多い製品、組み立て製品、治具組み立て、機械＋電気などにも対応しています。

樹脂成型品の海外調達についてご興味・ご不安がある方は、ぜひお気軽に私たち阪井金属製作所までご相談ください。zoomなどによるオンラインミーティングも対応可能です。