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株式会社マルシン彫刻
【加工】試作より多く、成型より少ないロットでの加工でお悩みの方

プラスチック加工とは?

私たちが生活や社会で使うあらゆるものに、プラスチックの部品や製品が使われています。家電、携帯電話などの精密機器、ゲーム機、工業機械、日用品、雑貨、文房具、化粧品などなど……
プラスチック製品には、それが果たす役割によってさまざまな素材・形状・サイズ・デザインがあります。
一般的にこれらの製品は、材料を成型、切削または試作→印刷→各種加工(彫刻や二次加工)→完成という流れでつくられます。
つまり、プラスチック加工製品の作りかたには、大きく分けて「成型」「切削」「試作」があるということになります。

成型加工・切削加工・試作

大量生産に適した成型加工

成型では、あらゆる形状のもの、複雑な形状のものが作れます。金型があるため、大量生産に向いています。
しかし一方で、金型を作るための試作モデルを作る必要があり、ある程度の量も必要なため、時間とコストがかかります。金型も大きければ大きいほど高くなります。
また一度金型が完成すると、調整や変更が容易にできないため、生産数がきちんと決まっていないと発注しにくくなります。

生産量が少ないときは試作メーカーで作れるが…

非常に少ない個数しか生産しないときは、金型を作らず試作モデルで対応することもできますが、モデル製作は1個単位。スピーディで融通はききますが、効率が悪くコストパフォーマンスが低くなります。また、金型を作るほどでもない個数でも、試作モデルでの対応には多すぎる場合もあります。

切削加工は、成型や試作とどう違う?

切削加工はさまざまな応用がきくため、個性的でこだわりのある製品が可能です。

試作より多く、成型より少ない―幅広い数量に対応できるのが切削加工

成型する場合のような金型が不要なので、時間もコストも抑えられるうえ、生産数量の調整もききやすいという大きなメリットがあります。従って、数量的に試作(10~100個単位)のレベルは超えるが、金型を作る(1万~10万個単位)ほどでもない場合には、切削加工が適しているといえます。

切削なら、成型できない素材にも対応

その特性によって、成型加工に適さないプラスチックも存在します。例えばチューブやパッキン、剥離材などの素材として用いられるPTFE(テフロン)。高温や薬品に対して非常に強いため、通常のプラスチック(樹脂)のように溶かして成型することができません。粉末状のPTFE原料を圧縮したものを切削するという方法をとります。

PTEFの切削加工製品

PTEFの切削加工製品

切削なら、成型品に追加で加工できる

成型によって完成したプラスチック製品を、さらに細かく加工することを2次加工といいます。

NC加工で、適度な数量に素早く対応

NC加工とは、数値制御(NC)による機械加工のことです。
「1万個単位とまではいかなくとも、試作よりまとまった数がほしい」という場合、幅広い個数に短時間で対応できます。多軸機械ならば多数の丁取が可能。試作モデルのような個別製作では、完成品一つひとつのチェックが欠かせませんが、NC加工ならその必要がないため、製造管理がしやすいというのも特徴の一つ。

機械で加工する様子

機械で加工する様子

さまざまな特殊技術を持った企業とのネットワークであらゆる加工が可能

加工にはさまざまな技術があります。ホットスタンプ、蒸着、ハードコート、アルマイト処理、スピン加工、金属加工、特殊印刷、レーザー過去、成型……これらを結集することによってあらゆる加工が可能となり、一つの製品に関する処理をワンストップで行うことができます。

切削加工の種類と特徴

切削――カット面も美しく処理、こだわりの仕上がり

切削加工は、プラスチックの無垢材から製品の形を削り出す工法。金型を必要としないため、スピーディでフレキシブルな製作が可能です。また、表面や端面を「削るだけ」で鏡面のように美しく仕上げることもできます。

鏡面加工

カット面を光り輝かせる表面処理。

鏡面加工 加工前

鏡面加工 加工前

鏡面加工 カット面

鏡面加工 カット面

単結晶刃

刃物に単結晶の石を用い、カットするだけで鏡面になります。通常のエンドミル加工のような自由な切削加工ができますので、磨きにくい形状のときに有効です。また、切削面がダレないので、シルエットが美しくなるという特長があります。現在、「ストレート面」「C面」の2種類があります。「C面」とは、角を45°の角度で面取りした面のことをいいます。

鏡面加工 カット面

ストレート面

C面

C面(45°)

バフ研磨

研磨材とネル布で光沢を出す手法。回転するバフに研磨剤を塗り付け、そこに製品を押し付けます。熱によって光沢が生じます。

加工前(左)加工後(右)

加工前(左)加工後(右)

加工前(左)加工後(右)

 

ダイヤプレーナー

プレーナーの刃の中に単結晶刃を仕込んで機械を通すだけで鏡面になる加工。

レーザー加工

レーザービームでの切断。切断時に端面が溶けて、鏡面のように光ります。

レーザー加工例

レーザー加工例

レーザー加工例

レーザー加工例

彫刻――1カ所からでもOK、多様な素材に彫刻可能

彫刻とは、刃物やレーザーを使って、プラスチック面に文字や図柄を彫りつけることです。
「1カ所だけに彫りたい」「表面の絵や文字を消えないようにしたい」「絵や文字に立体感を出したい」といった場合に有効です。 彫刻には、彫刻機で直接削る方法、レーザー機で表面を溶かす方法があります。
スキャナーにより直筆もきれいに彫刻。金属などにも彫刻可能。ただし、彫刻機で彫刻する際には、文字や絵柄の角部分に、刃物の半径分のアールが付きます。

※書体は、彫刻用文字ソフトの入っている丸ゴシック体を基本としますが、ご希望の書体を作ることも可能です。

表彫り

色板など、不透明な板に表面から彫刻します。当然透明なものでもOKです。

表彫り

表彫り

表彫り

 

裏彫り

透明な板に裏から彫刻します。表側はツルツルのままです。

裏彫り 表面

裏彫り 表面

裏彫り 裏面

裏彫り 裏面

印刷・加色・塗装――先印刷、後加工なら仕上がりも美しい

加工したものに後から印刷すると、加工時の位置合わせは不要ですが、印刷時の細かな位置合わせが必要となります。また、孔部や外周にインキが垂れ込むと、見栄えが悪くなったり、寸法が変わってしまったりするため、印刷の範囲を0.5mm程度控える必要があります。

反対に、先印刷、後加工という方法は、印刷と切削加工を一連の工程としてとらえます。つまり、切削加工を印刷に合わせるわけです。技術を要しますが、垂れ込みがないため、仕上がりが美しくなります。

垂れ込み例 孔部
だみー
シルク印刷

製版し、その版を用いて印刷します。数量が多く、かつ精度と品質が要求されるときに有利です。プラスチック印刷では最も多く用いられる印刷方法です。

シルク印刷例1

シルク印刷例1

シルク印刷例2

シルク印刷例2

インクジェット

シルク印刷のように版を必要とせず、データのみで多色使いのグラデーションが表現できます。小ロット、多色の印刷でメリットがあります。

インクジェット例1

インクジェット例1

インクジェット例2

インクジェット例2

蒸着

素材の表面に金属や酸化物などを蒸発させ、付着させる、多層膜のコーティングによる表面処理方法。美しく、キラキラ感があります。裏面の印刷の色によってさまざまな色合いを表現できます。サングラスやスマートフォンの裏面などに使われています。

蒸着例 サングラス

蒸着例 サングラス

蒸着例 サングラス

蒸着例 携帯電話部品

ホットスタンプ

ホットスタンプ箔を利用して、専用の機械で加圧、加熱によって金属調の文字、絵柄などを転写する加工法で、焼印のようなイメージです。インキを使用しない乾式印刷の一種。全体的に転写するのではなく、部分的な表現に適しています。

ポッティング

シールの上にウレタン樹脂を盛り、表面張力を利用して加工します。透明樹脂により、ラベルが立体的に見え、高級感が増します。

ポッティング製品例1

ポッティング製品例1

ポッティング製品例2

ポッティング製品例2

サンドブラスト

対象部分がすりガラスとなって残る製法です。

サンドブラスト製品例

サンドブラスト製品例

その他──加工技術を生かし、少数でも低コストで効率よく。

少量で、カラーバリエーションをもっと増やしたい

アクリルの色板を使えば、同じ加工物でもバリエーションが増やせます。成型加工の場合、少量生産ができないため、カラーバリエーションを増やすには、数量を増やす以外ありません(色のついたペレット(成型材料)を溶かして成型するため)。色板の場合、最初から色が付いた板を使うだけでカラーバリエーションを増やせます。

色板素材

色板素材

色板を使った製品

色板を使った製品

時間、コスト、数量すべてを抑えたい…ときの簡易成型

そんなときには、簡易金型を使います。通常、成型するときは金型を作りますが、数万回の使用に耐えられるよう硬い金属で作ります。硬いため少しずつしか削れず、時間とコストがかかります。
簡易金型はアルミ製。柔らかいので削る量が多く、短時間で作れますが、一千回程度の使用です。時間優先、コスト優先、数量少の場合に適しています。

記念品、販促物、アイデア商品をワンストップで依頼したいが?

このようなプレミアムグッズもトータルで製作可能です。

記念品

記念品

販促物

販促物

アイデア商品

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