射出成形金型の寿命とは？寿命に影響を与える要因と寿命を延ばす方法を徹底解説！

射出成形金型の寿命

射出成形金型は、成形する製品によって異なりますが、適切な保全・メンテナンスを行うことで、寿命なく使用ができます。

樹脂成形金型の寿命は、保証ショット数であらわされることが多くなりますが、
これはスライドコアや傾斜ブロックなどの金型構造、成形材料、成形条件によって左右されます。
当社では海外で製造した金型の場合、約30万ショットを保証ショット数に設定させていただくケースが多くなっております。

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樹脂成形金型の寿命を左右する4つの主な要因

❶金型自体の材質（鋼材の種類や表面処理）

金型を製作する段階での材質の選定や、加工後に施される各種表面処理は、金型の耐摩耗性や耐食性を左右し、寿命に直結する極めて重要な要因です。

例えば、成形時の腐食や錆びを防ぐための対策として、最初からステンレス系の材質を鋼材に選択し、さらに高熱を加える熱処理を施すことで、表面に強固な酸化被膜を形成させ、錆びにくく汚れにくい頑丈な金型ベースに仕上げる方法が一般的です。さらに、製品部（キャビティ面）に対してメッキを施すことにより、金属表面に強固な保護膜が張られ、樹脂から発生する腐食性ガスや結露の湿気といった化学的な攻撃から金型母材を守ることができます。

❷成形する樹脂の特性や添加剤

金型内へ高速・高圧で注入される成形材料の特性や、そこに含まれる各種添加剤の有無も、金型の摩耗や腐食の進行度を大きく変える要因となります。特に近年導入が増えている再生材や、難燃剤などの化学物質が添加された樹脂を使用する場合、成形時に高温で溶融された樹脂から非常に大量の揮発ガスが発生しやすいという特性があります。このガスが型内に残留して滞留すると、固まって茶色い異物となる「ガスヤニ」として製品面に付着するだけでなく、金属の表面を化学的に腐食させて削り落としていく「ガス腐食」という深刻なトラブルを引き起こします。ガス腐食が進行すると、キャビティ表面に目に見えないほどの微細な凹凸やピンホールが多数発生し、これにより成形品の表面がザラついたり離型性が著しく悪化して製品に擦れ傷が発生するなどの悪影響を及ぼします。

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❸製品の形状と金型の構造

成形しようとするプラスチック製品自体の形状や、それに伴う金型の内部構造の複雑さも、金型の局所的な劣化や寿命に大きく影響します。例えば、リブが非常に深い形状や、狭い隙間、凹凸が入り組んだ複雑な意匠を持つ構造の場合、溶融樹脂がキャビティ内に充填される際に空気やガスが特定の末端部分に閉じ込められやすくなります。閉じ込められたガスが急激に断熱圧縮されることで局所的に異常な高温が発生し、樹脂が焦げて製品を黒くする「ガス焼け」を頻発させるだけでなく、その周囲の金型部品の熱劣化や腐食を加速させる原因となります。

❹射出成形時の成形条件と作業環境

射出成形機側で設定される射出速度、充填圧力、型締め力といった成形条件や、工場内の温度・湿度といった周辺の作業環境も、日々の金型へのダメージ蓄積を左右します。ガスの抜けが悪かったりバリが出やすかったりするからといって、過度な型締め力や射出圧力を設定して強引な連続成形を行うと、金型のＰＬ面同士が激しく打ち付けられ、合わせ面の凹みや傷、摩耗、あるいはスプルーブシュのノズルタッチ部の変形やボルトの伸びといった構造的な破損を早期に引き起こす要因となります。

金型の寿命を延ばす方法

射出成形に使用される金型は適切な保全・メンテナンスを行うことにより、寿命がなく使用し続けることができます。

射出成形金型の保全方式は、主に「予防保全」と「事後保全」の2つに分けられます。

❶予防保全

予防保全とは、ショット数や稼働時間といった時間軸、あるいは温度・トルク・流量などの状態監視データや、外観での状態を基に、故障が顕在化する前に点検やメンテナンス、部品交換を計画的に行う仕組みです。計画停止によってラインダウンタイムを最小限に抑え、寸法ばらつきや外観不良の発生を未然に防げるのが最大の利点です。

・日常的な清掃・洗浄と適切なグリスアップ

金型の突発的な故障を防ぎ、物理的な寿命を上限まで延ばすための基本となるのが、生産現場における日常的な「清掃・洗浄」と「グリスアップ」の徹底です。毎回の量産ロット終了時や成形稼働の終了時には、金型が温かいうちにモールドクリーナーやガス・ヤニ専用の金型洗浄剤を塗布したウエスを使用し、製品面やＰＬ面に付着した茶色いガスヤニや異物を綺麗に拭き取ることが極めて重要です。これにより、ガスベントの目詰まりによるショートショットやバリの悪循環を未然に防ぐことができます。また、スムーズな可動を維持して摩耗やかじりを防ぐため、スライドコアやガイドピンなどの摺動部に付着した古いグリスや汚れを一度完全に拭き取った後、新しい金型用潤滑グリスを塗り直するグリスアップを定期的に行うことが重要です。。

・定期的なオーバーホールの実施

日常的な拭き取り清掃や部分的なグリスアップだけでは、金型内部の見えない金属疲労や累積した汚れを完全に除去することは困難です。そのため、一定のショット数や期間ごとに、専門的な技術と設備を要する本格的な「オーバーホール（全バラシ点検）」を定期的に実施する必要があります。金型を部品単位まで分解してから、各部品の摩耗やかじり、錆の状態を確認してから、清掃・研磨などを行い、再度組立を行うことで、金型の寿命を延ばすことが可能です。

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❷事後保全

一方の事後保全は、金型に不具合や故障が発生してから修理・部品交換を行う方式です。点検計画や予備部品を最小限にできるため初期投資を抑えられる反面、突発停止による納期遅延や外注費の高騰、不良品流出による顧客クレームなど、突然起きる損失リスクが大きくなります。ラインを止められない量産現場では致命的な影響を及ぼすことも少なくありませんが、少量多品種で生産変動が激しい現場や、予備ラインでカバーできる場合には有効です。

＞＞金型の事後保全はこちら！

プラスチック金型メンテセンターは金型保全に対する情報をまとめた射出成形金型保全ガイドブックを公開しております。射出成形金型の保全について詳しく知りたい場合は下記より資料をダウンロードください。

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当社のメンテナンス事例をご紹介！

❶収納ケース本体枠金型におけるオーバーホール＆バリ修理

❷スピーカー部品用金型のオーバーホール

金型のメンテナンスは三愛クノロジーにお任せください！

射出成形金型は、成形する製品によって異なりますが、適切な保全・メンテナンスを行うことで、寿命なく使用ができます。ここでは、当社のプラスチック金型メンテナンスサービスの特徴を紹介します！

❶金型全分解による徹底した「オーバーホール」

金型を部品単位まで丁寧に全分解し、各部品の摩耗、サビ、かじりなどの状態を詳細に診断・清掃します。表面に付着したガスヤニや汚れを専用クリーナー等で確実に取り除き、摩耗したエジェクターピンやへたったコイルスプリングなどの消耗品を交換することで、金型の機能を回復させます。

定期的なオーバーホールは、突発的なライン停止を防ぎ、長期的な品質安定とコストダウンに大きく貢献します。

❷ウォーターリーマーを駆使した「水管清掃」による冷却効率の改善

金型の水管がサビ等で詰まると冷却不良が起こり、成形サイクルの延長や製品の変形、さらには金型が熱膨張して「かじり」が発生するなど、重大なトラブルを引き起こします。当社では、専用のウォーターリーマーを用いて水管内部の頑固なサビや詰まりを徹底的に洗浄します。ウォーターリーマーで除去しきれない場合は、ドリルによる再加工も実施。冷却効率を回復させ、安定した量産をサポートします。

❸図面レス・他社製金型にも対応する「部品交換と長寿命化提案」

「図面がない」「メーカーが廃業した」「海外製で対応してもらえない」といった金型でも問題ありません。高精度な3Dスキャナーを用いたリバースエンジニアリング技術により、図面がない状態からでも摩耗した部品を復元し、交換することが可能です。さらに、年間100型以上、累計5,000型の実績から得た知見をもとに、単なるメンテナンスにとどまらず、構造改良などの「長寿命化提案」も行います。

当社では、射出成形金型の修理から改造、新型の設計製作まで対応しております。
金型の修理・メンテナンスにお困りの方は、プラスチック金型メンテセンター.comまでお問い合わせください。

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