金型の豆知識

金型とは

　金型とは金属によってある形状をつくり、その形状を材料に転写することにより同じ製品を大量に成形するための道具である。
　 金型は通常、雄型（凸型）と雌型（凹型）によって構成され、その二つを接触させたときにできる隙間によって成形をおこなう。日常生活に使われる工業用品のように大量生産されるものはすべて金型によってつくられているといっていい。

金型の種類

　本質的に金型は大きく二つに分けられる。一つは熱によって流動化した材料を流し込んで固めるもの（モールド）である。プラスチック、ゴム、ガラス、ダイキャスト加工用の金型はモールドである。
　また、流動化した金属を型に入れて成形する方法は鋳造と呼ばれる。ダイキャストのように金属によって成形するものとしては、アルミニウムなどの軽金属が多い。
　 いまひとつは、固体材料に金型を打ちつけて成形するもの（ダイ；die）である。当社のマークからわかるように山縣製作所では主にダイを製作している。プレス、鍛造用金型はダイである。このうち、最もよく使われるのは、薄い金属の板を成形するプレス加工用である。プレス成形では、材料の切断、曲げ、絞り、などの成形をおこなう。
　 プラスチック、金属、ガラス、ゴムなど、可塑性をもつものは金型で加工でき、その材料によって金型の形状も異なる。大きく9種類に大別されるが、代表的なものはプレス用，プラスチック用、ダイキャスト用である。

設計と加工技術

　金型の一般的な製作過程は、設計と加工に大別される。このふたつが、うまくリンクしなければならない。
　 現在、設計には、ＣＡＤ／ＣＡＭ（コンピュータ支援による製品の設計、製造を行うシステム）が大幅に導入され、コンピュータに素材のデータを入力しながら、画面上で金型のモデルをシュミレーションする。コンピュータを駆使して理論的に金型を設計する頭脳労働が進んでいる。
　 加工には、使用する機械に金型を取り付けるための型枠加工を行う「モールドベース工程」、製品の形状を彫り込む「型彫り工程」、調整作業を行う「仕上げ・組み立て工程」、できあがった金型の検査、試作を行う「検査工程」があり、ＮＣ旋盤、マシニングセンターなど、コンピュータで制御された工作機械を稼動させて作業が進められている。

金型産業の特徴

　金型は製品がモデルチェンジをするときや、新しく開発される場合に必ず必要とされる。一つ一つの製品は大きさや形，素材が違うので、通常金型は単品受注生産される。一品生産なので、金型を作る際には、大量生産品のような製造工程の機械化や自動化が難しくなる。
　 また、金型を作製する場合、毎回加工の内容が異なるので、機械化を進め過ぎると機械のセッティングにかかる時間が増え、生産効率が落ちてしまう。そのため金型の製造工程はかなりの部分を人手に頼ることになる。特に、もっとも精度の要求の厳しい部品や、半導体用金型には1ミクロン以下の加工精度が求められる。現在あるＮＣ工作機械ではこのような高精度の金型の加工において、最終的に必要な精度をだすことは難しい。そのため、熟練技能者による研削工程がどうしても必要になってくるのである。
　 また、金型需要が発生するのは、新製品が開発・生産されるときか、既存製品のモデルチェンジが行われるときである。金型は受注生産であるため、長期の生産・販売計画がたてにくいのが特徴である。