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プラスチック用金型材料の材質は?






<目次>

  1. 金型に使われる材料とはどういったものでしょうか?

  2. どんな金型材料を選定すれば良いのか?

  3. 目的の部品・部位でその材料も変わる!








金型に使われる材料とはどういったものでしょうか?




プラスチック用金型に使われる金型材料は一般的には鋼材が使われます。








鋼材とは、高い弾性・靭性を持ち、動的強度に優れ、さらに熱伝導率の良さも特徴です。


鋼材は金型材料として非常に優れていますが、金型以外の機械設備や工業製品にも使用される非常に優秀な材料です。




プラスチック用金型では工具鋼がよく使用されますが工具鋼の主な化学成分は炭素(C=Carbon)、ケイ素(Si=Silicon)、マンガン(Mn=Manganese)、リン(P=Phosphorus)、硫黄(S=Sulfur)、クローム(Cr=Chromium)、ニッケル(Ni=Nickel)、モリブデン(Mo=Molybdenum)、タングステン(W=Wolfram)、バナジウム(V=vanadium)、コバルト(Co=cobalt)などが含まれています。









プラスチック用金型材料は主に以下のような鋼材が使用されます。


合金工具鋼(ダイス鋼)、高速度工具鋼(ハイス鋼)、炭素工具鋼(SK材)、機械構造用炭素鋼(S--C材)、クロムモリブデン鋼(SCM材)、プリハードン鋼、ステンレス鋼(SUS系)



どんな金型材料を選定すれば良いのか?




金型製作をする場合、どのようなことを考慮し金型材料を選定すれば良いのか?


  • 耐久性

  • 耐腐食性

  • 耐摩耗性

  • 加工性

  • 金型コスト


上記のような内容を考慮して金型材料を選定します。


また、成形で使用する材料によっても金型材料は変わってきます。たとえばガラス繊維入りの材料であれば摩耗が激しくなるので耐摩耗性が良い金型材料が好まれますし、ガスが発生しやすい成形材料の場合は耐腐食性の良い金型材料が選ばれます。



上記のように使われる製品や用途が材料選定の選定基準となるのはもちろんですが、生産数量やメンテナンス性も実際には大切な選定基準になります。









目的の部品・部位でその材料も変わる!




プラスチック用金型の構成は大きく別けて2つに分類され、使用される材料も違います。




一つは成形品部分を構成する「製品部」、二つ目が外側の構造体を「モールドベース」といいます




製品部については先程説明した工具鋼が良く使用されますが、モールドベースは基本的にはSC材が使用されます。製品部については高温の成形材料が高圧流れたり、離形や金型の合わせ等、耐摩耗性が非常に大切になってきます。








かたや、モールドベースは金型全体を支える強度や射出圧力、型締め力等に耐える強度が必要で、摩耗に対する強さよりも構造的高い強度が必要になります。



モールドベースの材料選定は一般的には標準品の規格に準じて設計することが多いため、特殊な材料を使用する機会は少ないかと思います。しかし、中には使用する成形材料や、金型の耐久性を理由にさまざま材料が使われています。