金型 Mold

1．金型とは？

金型とは、我々の身の回りの様々な製品を作る際に利用され、対象となる製品形状に作られた金属の型枠のことを指します。
特に身近な例では「鯛焼き」を作る際、材料となる生地を流し込むため、鯛に形作られた金型がイメージしやすいかと思います。

製造業の場面では、この材料が樹脂・ゴム・金属といった様々な材料に代わり、製品の大量生産をおこなう手段として使われています。

2．種類

金型は、成形方法や使用される材料にもより、その名称・構造が異なります。
以下では、その中でも4種類の金型をメインにご紹介いたします。

─ プラスチック用金型

プラスチック金型とは、名前の通りプラスチックの樹脂材料を使用して製品を成形する金型の総称を指します。
その成形方法も複数あり、溶融した樹脂を金型内へ注入し成形を行う「射出成形」「押出成形」、金型内にセットした樹脂を加圧し成形を行う「圧縮成形」、加熱したフィルムやシート状の樹脂を金型へ真空吸着させ成形を行う「真空成形」などがあります。
中でも射出成形向けの金型は、複雑形状にも対応しやすい、大量生産にも適しているといった点から、自動車・家電・雑貨といった特に身の回りも含む幅広い分野で使用されているという特徴もあります。

射出成形とは>>

─ プレス用金型

プレス用金型とは、対象となる材料（主に金属）を上下の金型で挟み込み圧力を加えることで製品形状を作るプレス加工をおこなうための金型を指します。
基本的に作りたい形状に合わせ、材料の分離や切り抜きを行う「せん断加工」、材料の変形を行う「曲げ加工」「絞り加工」「成形加工」、ブロック状の材料を圧縮・変形を行う「圧縮加工」といった複数の加工方法が用いられ、金型内の形状もこれに合わせた形となります。

自動車や家電の金属フレームなどをはじめ、多くの工業部品の製造に使用され、短時間で精度の高い製品の大量生産が可能な反面、金型に要求される精度も高いという特徴があります。

─ 鋳造用金型

鋳造用金型とは、金属を熱で溶融状態にし、型に流し込み固化・冷却することで製品形状を作る鋳造加工をおこなうための金型を指します。
鋳造加工によって作られた製品を鋳物（いもの）とも呼びます。
鋳造加工は、加工方法や使用する型の材質などで複数の加工方法に分類され、金型へ高速・高圧で材料を注入して成形を行う「ダイカスト鋳造法」、初めに製品の原形をロウ（ワックス）で作り、その周りを砂や石膏で固めた後、ロウを溶かし出して完成した型で成形を行う「ロストワックス法」といったものがあります。

基本的に鋳造用加工は複雑形状にも対応が可能で、大量生産にも適しているという特徴があります。特に自動車分野で多く使用されています。

─ 鍛造用金型

鍛造用金型とは、材料となる金属を圧縮させ、強度を持たせながら製品形状を作る鍛造加工をおこなうための金型を指します。
加工する材料の温度の違いで大まかに製法も分けられ、金属に熱を加え軟化させ変形性を高めて加工する「熱間鍛造」、金属を常温の状態（多少軟化させるため事前に熱処理は行う）で加工する「冷間鍛造」といったものがあります。

鍛造加工の特徴である強度の高い製品が作れることから、飛行機や建築関連の大型部品や、自動車のエンジン部品といった強度が要求される製品に多く使用されます。

3．まとめ

一概に金型といっても対象製品の用途によって、使用する材料・加工方法も様々で、これに対応した金型で製品を作っていくこととなります。
また、金型にかかる初期コストや、製品の長期的な生産数も金型を作る上では重要な点となるため、これらも加味した上で製作を進めていく必要があります。