自動車射出成形プロセス選定で最適品質を実現するには

自動車プラスチック部品の製造プロセスには、射出成形、ブロー成形、ガスアシスト成形など多様なプロセス技術があります。これら様々な生産手法の中で、射出成形が自動車プラスチック部品製造で最も広く使用されており、自動車のインストルメントパネル、バンパー、シート等に採用されています。

射出成形とは？

射出成形は「射出」と「成形」を組み合わせた成形方法です。射出成形プロセスでは、まず射出成形材料を射出成形機のホッパー（供給筒）に投入し、一連の高温工程で溶融させ、スクリューの高圧力で溶融プラスチックをキャビティへ押し込み、保圧・冷却・成形後、金型を開いて完成品を取り出します。射出成形には高速・高効率・自動運転という利点があります。

射出成形機の選び方

どの製品を生産するにしても、基本的な製品品質を確保する前提で、いかに生産コストを下げるかが経営陣の第一課題です。ここではコスト管理の観点から射出成形機選定を考察します。射出成形機選定では、過大な機械購入による材料無駄遣いを避ける一方、性能不足機械購入による使用不能も避けねばなりません。したがって、最も適した機械を選び射出成形コストを最適化するには、多角的な検討・分析が必要です。射出成形機選定では通常、以下4側面から総合的に分析します：射出成形容量、クランプ力、テンプレートサイズ、金型開きストローク。

射出成形機の射出成形容量は、主に射出成形機の射出成形プラスチック質量で判断します。

クランプ力とは、金型閉鎖後に射出機が金型にかけるクランプ力で、キャビティ内の溶融樹脂が発生させる開型力に対抗し、金型開きによるプラスチック製品の変形・損傷を防ぐためのものです。クランプ力選定では、製品外観寸法で決まる金型開き方向投影面積 × キャビティ数 × 射出成形材料のキャビティ内平均圧力 ＜ クランプ力 を満たす必要があります。

テンプレートサイズは、金型が射出成形機上で効果的かつ安全に固定できるかを確保するためのものです。通常、金型サイズは製品外観より大きく、タイバー（大柱）内側距離より小さくなければなりません。製品外観寸法 + 140mm ＜ タイバー間隔、製品幅 × 2 + 210mm ＜ タイバー間隔 を満たす必要があります。

金型開きストロークは、射出成形プロセス完了後、製品が射出成形機からスムーズに取り出せることを保証するためのものです。製品奥行き × 3.5 ＜ 金型開きストローク を満たす必要があります。

自動車射出成形コストを削減するには？

射出成形プロセスと機械選定を理解した上で、日本の射出成形部品コスト管理手法を参考に、中国の実情に合わせたコスト管理を実践できます。射出成形部品コストは主に4カテゴリーに分類されます：材料コスト、加工コスト、輸送費、その他費用。

材料コスト

材料コストは主に射出成形材料費と洗浄用材料費で構成されます。製品、ゲート、ランナー等のコストは全て射出成形材料費に含まれます。射出成形機の材料や色を変更する際、製品品質確保のためバレル洗浄が必要ですが、このコストが洗浄用材料費です。洗浄用材料費はロット生産数に反比例します。つまり、ロットあたり生産数が少ないほど、部品単価あたりの洗浄コストが高くなります。

金型交換コスト

金型交換費用、射出成形費、バリ取り費用は全て加工コストに含まれます。金型交換とは、異なる部品で異なる金型が必要なため、作業中に金型を交換することです。交換中は設備が占有されアイドル状態となり生産不能；交換作業には人手が必要で人件費が発生。これらを金型交換費用に計上します。射出成形費は射出成形プロセスで発生するコストで、生産技術改善と加工時間短縮で管理可能。バリ取り費用は、部品生産完了後の不良箇所修正コスト。射出成形機性能が良ければバリはほぼ発生せず、このコストは無視できます。

輸送費

輸送費とは、射出成形部品を射出成形工場から自動車組立工場へ輸送する際に発生するコストです。同一工場敷地内生産なら基本的に無視できます。距離が長ければ、実情に応じて道路・鉄道・航空輸送を選択し、各輸送モードのコスト差も大きく異なります。

その他費用

その他費用は主に管理費、金融費用、梱包費等です。管理費は材料管理プロセスで発生するコスト、金融費用は材料資金占有コスト、梱包費は自動車部品表面保護コストです。

結論

自動車で鋼鉄製品をプラスチック製品に置き換えることは難しくありません。難しいのは、プラスチック製品を用いて自動車構造を最適化し、高品質・低コストな自動車を生産する方法です。