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2色成形のメリットとデメリット

2色成形のメリットとデメリット

2色成形(ダブルモールド)は二つの熱可塑性樹脂を一体成形する射出成形の工法で多くのメリットがある反面、デメリットも存在します。それぞれについて詳しく説明します。また費用対効果など2色成形採用の可否を検討するためのポイントを掲げます。

2色成形のメリット

2色成形採用の利点は主にコスト削減、品質信頼性向上、新たな機能実現、性能強化などがあります。

コスト削減効果

部品点数削減

材料が異なる部品を組立することなく1台の成形機で1サイクルで製造できるので部品点数が減り根本的なコストダウンを実現できます。また中間仕掛在庫や物流時間がなくなり物流コストの削減にも大きな効果があります。

組立工数削減

複数の部品を人手により組み立てる加工工程そのものが不要になります。完成までの工数が抜本的に減り大きなコストダウンにつながります。樹脂材料の組み合わせによっては後からの組み立て加工より優れた密着強度を実現できコストダウンと製品の性能アップを両立できます。

リードタイム短縮

従来2つの成形品を別々に製造した後、組み立てる工程を経て完成するものが、1回の成形で完成するので製造リードタイムが根本的に短縮できます。リードタイム短縮は在庫管理、生産管理コストの削減に寄与します。また生産の自動化が容易になり省人化によるコスト削減ができます。このように部品点数削減、組立工数削減、リードタイム短縮の効果を上手く活かすことができれば量産数が多いほど大きなコストダウンを生み出すことができます。

2色化による品質安定、信頼性向上

自動生産による品質安定、信頼性向上

人手を要する組み立て工程がなくなり、成形機1サイクルで製品が完成し製造が機械化するので出来上がり精度のばらつきがなくなり品質が各段に安定し信頼性、耐久性が大幅に向上します。

密着強度の強化、耐久性の向上

単色成形品を別々に成形して後から組立て接着することが無いので接着強度が格段に強化されます。信頼性、耐久性が飛躍的に向上します。

工数削減、リードタイム短縮による歩留向上

工程が短縮することで不良ロスも激減し、検査工数を軽減できます。これは製造原価の低減に繋がります。

新たな機能付加

単色成形品ではできない機能、形状、デザインの実現

単色成形品の組み合わせやインサート成形ではできない機能や形状を実現できかつ一体成形により高品質で耐久性に優れた製品を製造できます。

2色成形により実現できる機能、性能、デザインの事例

単色成形品の組み合わせだけではできない機能や形状を実現できかつ一体成形により高品質で耐久性に優れた製品を製造できます。

硬質材料と軟質材料(エラストマー)の組み合わせ
伸縮に強いヒンジを持つ二色成形の開閉キャップ硬質材料(PC)と軟質材料(エラストマー)

硬質材料(PC)と軟質材料(エラストマー)を弊社の金型製作技術により高密着させることにより、繰り返し伸縮に強いヒンジを持つ開閉キャップを製造できます。

シリコンパッキン(Oリング)の防水機能を自由な形状で実現
ホルダー心電計の筐体の防水壁ホルダー心電計の筐体の防水壁

防水部品の止水に使われているシリコーンパッキン(Oリング)をエラストマーに置き換え一体成形することで形状が自由な防水壁を持つ防水部品を実現できます。
材質パッキン:エラストマー / 筐体:ABS

透光性材料との組み合わせ(文字)
文字をライトアップした製品遮光性材料との組み合わせ品

文字の部分に透光性の材料を用い、一体成形することで文字をライトアップした製品を製作できます。

厚肉成形品の精度向上 ひけ防止
外観面のヒケ防止対策外観面のヒケ防止対策

精度を要求する厚肉部品を2色成形機を使用して同一材料で2重成形してひけを防止し精度を上げる事ができます。(特に収縮率の大きい材料)

部分的にメッキ可能な製品の製造
部分メッキ2色成形品部分メッキ2色成形品

メッキがつかない材料とプラスチックメッキできる材料を組み合わせ一体成形することで部分的にメッキがついた製品を製造できます。

2色成形のデメリット

2色化によるイニシャルコストのアップ

2色成形は金型構造が単色成形より複雑になり成形機も高価になるため、特にイニシャルコスト(初期費用)は高くなります。コストアップの要因となります。部品点数削減、組立工数削減の効果と併せて検討する必要があります。

金型製作費

単色成形金型より構造が複雑になるため、1型の製作費は単色型より高くなり、製品の形状、構造によっては単色型を2型製作するよりも高価になる場合があります。金型の精度(金型の厚み、ガイドピンの位置、キャビティとコアの位置、形状)がより重要になり製作納期がかかります。

成形機償却費用

2色成形機は単色成形機より構造が複雑かつ精密なため高価であり1部品の償却費は高くなります。ただし単色成形品2部品と比べると2色成形品の方が安くなることもあります。

使用できる材料の制限

abs、tpc、pp、ポリプロピレン、プラスチック、ポリ塩化ビニル、pbtなど、二色成形で使用可能・不可能な樹脂について

2つの材料が接着可能か、その接着強度により使える材料は単色成形品のアセンブリより限られてきます。2色成形に使える材料は制限されます。

成形機を保有する会社が少ない

成形機が特殊なため、保有している会社は国内では少数です。弊社のように金型から自社生産できるメーカーはさらに限られます。

2色成形採用の検討(費用対効果)

射出成形、インサート成形、二色成形(2種類の樹脂を熱融着)などを可能にする自社工場の様子

2色成形品の製造には使用する材料、製造コスト、求められる機能性能、他の工法と長短所の比較などさまざまな方向から検討して採用の可否を決めます。価格以外のメリット(品質安定、信頼性、耐久性、機能付加、デザインなど)と併せてさまざまな角度から検討することが大切です。

材料の組み合わせ

2色成形は材料同士が密着することが必要です。密着しなかったり求められる密着強度が出ない場合は単色成形品の組立など他の工法を検討します。

製造コストの検討

少量生産の部品では初期費用などのコストだけを考えると2色成形を採用するメリットは少なく逆にトータルコストが高くなります。2色化による部品点数削減、工数削減などのコスト削減効果と金型製作費や償却費などのコストアップ要因,及び量産計画数を併せてトータルコストを検討することが必要です。

求められる機能性能

当然2色成形でしか得られない機能やデザインがあります。求められる機能性能が他の工法でできないか、またトータルコストを比較して採用するかどうかを検討します。弊社では顧客様の要求を最大限実現すべくご相談を承っております。

2色成形採用のご相談について

2色成形採用の検討につきましては、弊社営業技術部にご気軽にご相談して下さい。電話でもメールでも受け付けております。弊社の長年の実績を土台とした経験、ノウハウを活かして顧客様に最適な提案をさせて頂けると思います。弊社は製品設計から手掛けておりますので、詳細な図面を頂かなくでも概略図や構想イメージから製品を具現化することには多くの実績があり顧客様から高い評価を頂いております。 最近は3Dプリンターを活用して試作品をよりスピーディーに作製し、検討時間の迅速化を実現しています。

弊社はプラスチック製品を金型製作から成形まで一貫して手掛けていますので顧客様のきめ細かい要求まで忠実に実現する最適な製品をスピーディーに提供できます。どうぞ何でもご気軽に相談して下さい。

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