樹脂加工のコストについて

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みなさん、こんにちは。

今日は、樹脂加工において、少量生産時の工法別コストについてお話いたします。


プラスチック加工LABでは、複数の工法を自社内で纏めて対応でき、各工法別の加工提案が可能です。

その強みを生かし、工法別コストイメージをご紹介いたします。



各工法のコストイメージ




1. 3Dプリンタ




3Dプリンタは、デジタルデータを基に、層ごとに材料を積み重ねて物体を作り上げる技術です。複雑な形状や内部構造を持つ部品も簡単に作成可能で、加工時間が短く、即日での部品作成が可能です。型などの初期投資が不要なため、試作や少量生産に適していますが、反面、表面に積層跡が残る為、仕上げが必要となるなど量産には不向きな工法と言えます。


特徴:

  • 柔軟性: デザインの変更が容易で、プロトタイプ作成に最適。
  • 速度: 小ロットの製作が速く、即日での部品作成が可能。
  • 材料の選択肢: 多様な樹脂材料を使用可能。
  • 精度: 高精度の造形が可能だが、表面の仕上がりはやや粗い場合がある。

コスト感:

  • 初期コスト: 低(3Dプリンタの購入・材料費)
  • 単価: 高(特に量産時)
  • 適量: 小ロットやプロトタイプ向け。



2. 切削





切削加工は、樹脂材料を削ることで目的の形状に加工する工法で、高精度な部品製作が可能です。寸法公差が厳しい部品や、複雑な形状の加工に適していますが、反面、材料を削るため、加工時間が長く、特に高価な材料を使用する場合、コスト面で不利となる工法です。


特徴:

  • 精度: 非常に高い精度が得られる。
  • 材料: 多様な樹脂材料を使用可能。
  • 加工時間: デザインの複雑さにより変動するが、比較的速い。
  • 廃材: 切削による廃材が出る。

コスト感:

  • 初期コスト: 中(機械・工具の準備)
  • 単価: 中〜高(素材の無駄が出やすい)
  • 適量: 小ロットから中ロット向け。



3. 真空注型





真空注型は、少量生産やプロトタイピングに適した製造方法で、シリコーン型を用いて樹脂を成形する工法です。細部まで精密に再現できるため、デザインの詳細を忠実に再現でき、様々な硬度や色の樹脂を使用可能で、100個以下のごく少量生産時に最適な工法となります。デメリットとしては、シリコーン型の耐久性が低く、量産には向きません。通常10〜50個程度の生産が限界です。また、材質がウレタンなどの熱硬化性樹脂に限定されるため、目的に応じた素材選びが必要となります。


特徴:

  • 柔軟性: デザインの変更が比較的容易。
  • 精度: 高精度の複製が可能。
  • 生産速度: 数日での製作が可能。
  • 材料: 限られた樹脂材料を使用可能。

コスト感:

  • 初期コスト: 中(シリコーン型の作成費用)
  • 単価: 低〜中(型の寿命による)
  • 適量: 小ロット向け(約10〜100個)



4. 圧空成形(真空成形)


圧空成形(真空成形)は、熱可塑性プラスチックシートを加熱して柔らかくし、型に押し付けて成形する方法です。金型のコストが比較的低く、大量生産においてコスト効率が高い工法で、大型の部品やカバーの成形に適しています。半面、非常に細かいディテールの再現は難しく、複雑な形状の樹脂部品製造には不向きです。


特徴:

  • 生産速度: 量産に向いており、非常に速い。
  • 材料: 薄いシート状の樹脂を使用。
  • 精度: 中程度の精度。複雑な形状には不向き。
  • 厚みの均一性: 材料の厚みが均一に成形される。

コスト感:

  • 初期コスト: 中(型の作成費用)
  • 単価: 低(大量生産時)
  • 適量: 中ロットから大ロット向け



5. 射出成形




射出成形は、プラスチック製品の大量生産に適した成形方法で、高精度かつ一貫した品質の製品を作成することができます。高精度な樹脂部品を数千から数百万個の部品を安定して生産可能で、大量生産時のコスト効率が非常に高い工法となります。デメリットとしては、金型の設計・製作にかかる費用が高額で、初期投資が必要となることが多く、金型の製作に時間がかかるため、初期段階のリードタイムが長くなることがあります。


特徴:

  • 生産速度: 大量生産に最適で、非常に速い。
  • 精度: 高精度で、一貫した品質が得られる。
  • 材料の多様性: 多様な樹脂材料を使用可能。
  • コスト効率: 大量生産時に優れる。

コスト感:

  • 初期コスト: 高(金型の作成費用)
  • 単価: 低(大量生産時)
  • 適量: 大ロット向け


コストと特徴のまとめ

  • 3Dプリンタ: 初期コスト低、単価高、小ロット向け。迅速なプロトタイプ作成に最適。
  • 切削: 初期コスト中、単価中〜高、小ロットから中ロット向け。高精度が求められる場合に最適。
  • 真空注型: 初期コスト中、単価低〜中、小ロット向け。デザインの柔軟性が高い。
  • 圧空成形: 初期コスト中、単価低、中ロットから大ロット向け。簡便な形状の量産に最適。
  • 射出成形: 初期コスト高、単価低、大ロット向け。大量生産におけるコスト効率が高い。


これらの工法を理解し、製品の特性や生産量に応じて最適な方法を選択することが、コスト効率の向上に繋がります。



各工法の生産数とコストの違い

ここまでは、各工法別の特徴及びコスト感についてお伝えしましたが、各工法別コストを下記の部品を元に試算してみると、グラフのようになります。
※上記のグラフは目安です。実際のお見積り時は状況により変動します。



このグラフを見るとわかりますが、やはり3Dプリンタは単品の製造に向いていますが、大量生産には不向きです。また、ここで注目して欲しいのは、真空注型で、100個を超えると金型を製作した方が良いという判断になる事も見て取れます。あくまで目安となる参考のグラフですので、正確な金額をお知りになりたい際はお見積りのご依頼をお願いします。




まとめ



いかがでしたでしょうか?

各工法ともそれぞれ一長一短があり、状況に応じて、最適な工法を選択する必要があります。樹脂加工に精通している方なら間違う事もないと思いますが、日頃から樹脂の加工に接する事の少ない方は、ぜひこのグラフを参考にしてご検討ください。また、プラスチック加工LABでは、ここで説明した工法をすべて対応しており、お客様の状況に応じてご提案が可能です。ここまで説明した内容やコストについて、不明点などあれば、ぜひご連絡ください。





プラスチック加工LAB 尾崎 康
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