圧空成形は、製品のデザイン性や寸法精度を高めながら、比較的低コストで大量生産を行いやすい成形方法として注目されています。
多様な樹脂素材を扱えるうえ、成形時の自由度が高く、さまざまな業界で活用されている点が大きな特徴です。
本記事では、圧空成形の基本的な仕組みから、実際の成功事例・成形事例を取り上げ、その分析を行います。
さらに、高品質かつ低コストを両立するための具体的な実現法にも触れ、どのようにプロセスを組み立てれば効率的に生産を行えるのかを解説します。
圧空成形の利点や注意点をしっかりと把握することで、製造工程の最適化や新たな製品開発のヒントを得ることができるはずです。
自社の製品設計やプロジェクト計画に役立つ情報を満載していますので、ぜひ最後までご覧ください。
圧空成形について
圧空成形とは
圧空成形は、英語でPressure Formingとも呼ばれる樹脂成形技術の一種です。
熱したプラスチック板を型に密着させる際、外側から押し付ける空気圧を利用することで、より細かいディテールを再現する方法を指します。
似た手法として真空成形がありますが、真空成形は内側の空気を抜いて大気圧で押し付けるのに対し、圧空成形では型とプラスチックの間に加圧空気を送り込んで成形する点が異なります。
成形可能な素材はABSやPS、PC、アクリルなど多種多様であり、製品の用途や必要な特性に合わせて選択されます。
圧空成形のメリット
- 微細な形状の再現性が高い
加圧による成形のため、型の細かい凹凸までしっかりと押し当てることができます。 - 製品の強度を確保しやすい
均一に圧力が加わるため、素材全体の厚みが保たれやすく、強度面でも安定します。 - 多彩なデザイン表現が可能
立体的な曲面や精巧なパターンが入った形状など、さまざまな設計に対応しやすいです。 - 金型のコストが射出成形に比べて安価
金属製の型が必要ですが、射出成形ほどの高額にはなりにくく、少量・中量生産でも導入しやすいです。
圧空成形を活用すれば、見た目の品質を高めながら部品点数を削減したり、生産コストを抑えたりできます。
この技術は自動車や家電、医療機器から包装資材、展示什器など、幅広い分野で注目されています。
圧空成形における成功のポイント
圧空成形を用いて製品開発を進める際には、以下のポイントを押さえることが成功事例・成形事例を生み出すカギとなります。
設計段階からの綿密な打ち合わせ
圧空成形で大切なのは、設計段階で形状や材質、金型の仕様を詳細にすり合わせることです。
成形時の引き込みや素材の収縮を考慮せずに設計してしまうと、意図しない寸法誤差や強度不足が生じます。
圧空成形は真空成形よりも精緻な形状を実現できますが、厚みの偏りを防ぐためにはリブ形状の配置や角部のR処理などの設計的配慮が必要です。
設計者と成形業者が早期から連携し、試作段階でしっかりとフィードバックを取り入れると、不具合を減らして品質を高められます。
最適な素材選定
素材ごとに成形温度や柔軟性、耐衝撃性、耐候性などの特徴が異なります。
ABSなら衝撃強度や剛性がバランス良く、ポリカーボネート(PC)なら透明性や耐熱性が高いなど、それぞれ特性が異なるため、用途に見合った素材を選ぶことが重要です。
特に大型製品や高耐候性が求められる製品では、複数素材を組み合わせたり、表面仕上げを工夫したりすることで、より高度な品質とデザイン性を追求できます。
試作と量産の両立
圧空成形のメリットとして、少量生産から量産まで対応しやすいという点が挙げられます。
まずは小ロットで試作し、デザイン性や寸法精度を検証したうえで量産に移行できるため、余計なリスクを抑えられます。
金型コストも射出成形に比べ安価なため、新規プロジェクトや限定生産品でも導入しやすいのが利点です。
コストと品質のバランスを考慮
大前提として、要求品質を満たしつつ、いかに低コスト化を図るかが企業の課題です。
圧空成形では成形作業そのもののスピードが速い一方、金型の設計やメンテナンスにコストがかかることがあります。
ただし、設計段階でしっかり部品統合を行ったり、表面テクスチャーの仕上げを簡略化したりすることで、総コストを抑えることが可能です。
長期的な視点で、トータル費用を見極めることが成功のポイントと言えるでしょう。
圧空成形の事例5選
ここからは、圧空成形の成功事例・成形事例を5つ紹介します。
それぞれの事例で得られた成果を分析すると、高品質を維持しつつ低コストを実現するための具体的なポイントが見えてきます。
事例1：自動車部品の軽量化を達成
自動車メーカーが内装部品に採用したケースでは、強度が求められる一方で軽量化が必須でした。
従来の射出成形では、金型費や成形サイクルがコスト増につながりやすいという問題がありました。
そこでABS素材を用いた圧空成形を検討したところ、部品全体を一体化しながら複雑な曲面を再現することに成功しました。
結果として、トリム部品を従来より20%軽量化し、生産コストも15%程度削減できたとの報告があります。
このように、自動車業界ではデザイン性と軽量化を両立する手段として、圧空成形が注目されています。
事例2：大型家電パネルの高品質化
家電製造メーカーが、大型テレビや空調機器の外装パネルを圧空成形で製造した事例があります。
大きな面積を持つパネルは、見た目の品質が重視されるため、表面の平滑度や光沢、均一な厚みが課題となりました。
圧空成形では真空成形に比べて型への押し付け力が強いため、表面性状を均一にしやすく、高い意匠性を実現できたという成果が報告されています。
また、射出成形ほど複雑なゲート構造が不要なので、外観がきれいに仕上がります。
最終的には製品クレームが大幅に減り、顧客満足度の向上につながったとされています。
事例3：医療機器カバーの安全性向上
医療機器の外装カバーには、安全性や衛生面での配慮が求められます。
ある医療機器メーカーは、金属製パーツを使うと重量やコストがかさむうえに、エッジ部分の仕上げが難しいという問題を抱えていました。
そこで検討されたのが圧空成形です。
プラスチック素材であれば、エッジのバリが出にくく、容易に角を丸めることができ、安全性を高められます。
さらに、薬品やアルコールにも一定の耐性がある素材を選ぶことで、清潔さを保ちやすくなります。
従来品よりも形状の自由度が高まり、作業者のけがを減らすと同時に、清掃の手間も軽減できたとの報告があります。
事例4：包装用トレイの低コスト生産
食品や部品の梱包に使用される包装用トレイは、コスト削減が常に課題となります。
真空成形で作られることも多いトレイですが、より複雑な形状や仕切りが必要な場合は圧空成形が選択されることがあります。
ある包装資材メーカーは、同じサイズのトレイで仕切りの高さを変えることにより、多種類の商品に対応する汎用性の高い設計を行いました。
この際に圧空成形を採用することで、製品ごとの金型作成を最小限に抑え、材料の無駄も減らすことに成功しました。
結果的に複数の仕切りパターンを一つのラインで生産できるようになり、月間生産数を2倍に増やしながらコストを約10%削減したそうです。
事例5：展示会用ディスプレイ什器の短納期化
圧空成形の導入により、展示会用のディスプレイ什器を短期間で製造した例もあります。
展示会什器は、見た目のデザイン性とブランドロゴなどの再現性が重要です。
また、イベントに合わせて納期が厳しい場合が多いのも特徴です。
ある什器制作会社では圧空成形を活用し、大きな曲面を含むディスプレイを短期間で一体成形し、塗装や印刷を施すことで高度な意匠性と短納期を両立しました。
パーツ点数の削減により組立作業も簡易化され、搬入や設置の手間も減らせたことで、顧客満足度の向上につながっています。
圧空成形で高品質と低コストを両立する方法
上記の成功事例の分析から、圧空成形で高品質と低コストを両立させるためにはいくつかの実現法が導き出せます。
一体成形を活用する
圧空成形の最大の強みの一つは、大型または複雑な形状を一体成形できる点です。
複数の部品をひとつにまとめることで、ネジ止めや接着が不要になる部分を減らし、部品点数を削減します。
その結果、組立工数の低減や材料費の削減が実現できます。
ただし、一体成形にしすぎると金型設計が複雑になるリスクもあるため、最適なバランスを見極めましょう。
材質選定とデザインの見直し
素材選びを最適化し、必要最低限の厚みと補強を施すことで、コストダウンが可能です。
ABSやHIPS(耐衝撃性ポリスチレン)など、汎用性が高く比較的安価な樹脂を使う場合は、強度確保のために要所でリブ構造を取り入れるといった工夫が必要です。
同時に、設計側でも肉抜きやリブ配置を適切に行うことで、厚みムラや変形を防ぎながら軽量化を図り、コストを抑えます。
試作段階のテストを徹底
圧空成形では、量産前に試作品を作り込んで実装テストを行うことで、不良品を減らし、手戻りを最小限に抑えることが重要です。
金型の最終版を作る前に、試作型や3Dプリンタによる簡易型を用いて検証を行い、成形条件やデザイン上の問題点を洗い出すと、量産化の際にスムーズに移行できます。
圧空成形は真空成形よりも細部が再現されるため、試作時から形状再現度をしっかりチェックすることが成功につながります。
協力パートナーの選定
圧空成形で重要なのは、成形技術だけでなく、設計提案やコスト管理まで総合的にサポートできるパートナーの存在です。
特に関東エリアを中心に、圧空成形や真空成形の設計段階から提案してくれる業者は多く存在します。
経験豊富な業者との協力関係を築き、金型設計や表面処理、後加工までワンストップで対応してもらうことで、プロジェクト全体の効率化と品質向上が期待できます。
同時に、納期やアフターサポートの実績にも注目し、自社のスケジュールに合ったパートナーを選びましょう。
真空成形・圧空成形のおすすめ会社2選
真空成形は金型コストが比較的低く、試作から量産までスピーディーに移行できる加工法です。
とはいえ、「どの会社へ依頼すれば納期・品質・コストのバランスが取れるのか」が悩みどころです。そこで今回は、全国対応で評価の高い2社を厳選しました。
第一プラスチック株式会社
引用元：第一プラスチック公式HP
| 会社名 | 第一プラスチック株式会社 |
| 所在地 | 〒581-0043 大阪府八尾市空港1-133 |
| 電話番号 | 072-949-6686 |
| 公式サイトURL | https://www.daiichiplastic.co.jp/ |
まとめ
圧空成形は、加圧によって樹脂を金型に密着させ、複雑な形状や高い意匠性を再現できる工法としてさまざまな分野で注目されています。
事例として、自動車部品や家電パネル、医療機器カバーなど多岐にわたる成功事例があり、それぞれ軽量化や高品質、低コストを実現している点が印象的です。
圧空成形で成果を上げるためには、設計段階からの連携、素材選定、試作テストの徹底が欠かせません。
また、協力パートナーとして信頼できる成形業者を選ぶことで、納期や品質の両面をスムーズに管理できます。
今後、新たな製品開発やコスト削減を検討している企業は、ぜひ圧空成形を含めた成形方法を再評価してみてください。
しっかりとした準備と技術サポートを得ることで、より高品質かつ低コストな製品を形にできるはずです。
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