二つの工法は実際どう動くか
真空注型も射出成形も、マスター型から多数の樹脂部品を複製する工法ですが、型費の両端に位置します。真空注型はマスターの周りに作った柔らかいシリコーン型を使い、射出成形は型締めプレスに取り付けた硬い鋼やアルミの金型を使います。
どちらも一点ものの試作と量産の隙間を埋めますが、段取り費、リードタイム、そして型が摩耗するまでに取れる個数が大きく違います。このトレードオフを理解することが、数量に合った工法を選ぶ鍵です。
真空注型の工程を詳しく
真空注型はマスター型から始まります。形状を決めるのは、通常 CNC 切削か SLA/SLS の 3D 造形で作った部品です。技術者がマスターを注型ボックス内に吊るし、周りに液状シリコーンを流し込み、硬化させた後に切り開いてマスターを取り出し、分割式の柔軟な型を作ります。
計量した二液性ポリウレタン樹脂を真空下で脱泡し、型のキャビティに注入して硬化させます。真空が巻き込んだ空気を抜くので、樹脂は細部まで写し取ります。シリコーン型は、ゴムが寸法精度を失うまでに、おおむね 15〜25 個の良品が取れます。
射出成形の工程を詳しく
射出成形は、長寿命なら焼入れ鋼、短期ならアルミが一般的な、精密加工した金型から始まります。金型を射出成形機に取り付け、樹脂ペレットを溶融させ、閉じたキャビティへ高圧で溶融樹脂を射出します。
部品が冷えて固まると型が開き、部品が突き出され、数秒で次のサイクルへ入ります。型が剛体で工程が自動化されているため、ショットごとにほぼ同一です。初期の型費が高くても、大量生産で射出成形が主流なのはこのためです。
真空注型が向く場合
おおむね 10〜200 個のリアルな部品が要る一方、鋼型に数週間と数万ドルを掛けたくないときは真空注型を選びます。量産前検証、設計確認、そして見た目・手触り・材料挙動が効く市場テストに最適です。
設計がまだ動いている段階でも真価を発揮します。シリコーン型は安く数日でできるので、マスターを作り直し、新しい型を注ぎ、大きな型投資を無駄にせず再実行できます。この柔軟さは射出成形にはなかなか真似できません。
射出成形が向く場合
設計が固まり、同一で仕様を満たす部品が数千個必要になったら射出成形へ移ります。型の高い固定費が大きなロットに分散され、一個あたりコストは注型や切削が規模で達成できる水準を大きく下回ります。
ガラス繊維入りエンジニアリング樹脂を含む最も広い材料選択、安定した機械物性、厳密な色合わせ、各種認証が要る場合も射出成形が正解です。何年も顧客へ出荷し続ける生産なら、鋼型への投資は報われます。
コストと損益分岐点
ごく少数量では、型が安いシリコーン型だけなので、真空注型がほぼ常に割安です。支払うのはマスター型、型、そして一個ごとの樹脂代だけで、大きな設備投資は要りません。
射出成形との逆転点は、部品サイズ・材料・複雑さにもよりますが、おおむね 200〜1,000 個の間に来ます。この帯より下では鋼型の償却が単価を押し上げ、上では射出成形の速さと低いショット単価が効いてきます。決める前に必ず両方で見積もりを取ってください。
公差・精度・材料
真空注型品の公差は標準で ±0.2〜0.5 mm 程度で、精度はシリコーンの柔軟さと樹脂の収縮に制限されます。型は抜くたびに少しずつ変形するので、後半の注型品は最初のものから寸法がわずかにずれてきます。
射出成形は、鋼のキャビティが寸法的に安定しているため、±0.1 mm 前後かそれ以上の、よりきつく再現性の高い公差を保てます。材料面では、注型はポリウレタンで ABS・PP・PA やゴム状エラストマーを模し、成形は耐熱・強化グレードを含む市販プラスチック全般にアクセスできます。
表面仕上げと後加工
真空注型はマスターの微細な表面テクスチャ（マット、光沢、シボなど）を再現でき、顔料入り樹脂で最終色に近い色も出せます。一方で、各品に注型ゲートとパーティングラインが残るため、切り落として研磨する手作業が要ります。
射出成形は、選んだ仕上げを型に込めておけるため、型から出したそのままできれいで均一な面が得られます。手作業が最小で、量産時の一個あたり工数はほぼゼロに近づきます。目に触れる民生品では、成形仕上げの方が総じて優れ、はるかに再現性も高くなります。
リードタイムと反復の速さ
真空注型なら、マスター承認から初品までおよそ 1〜2 週間で、シリコーン型そのものは数日で作れます。この短いループで、設計改訂をいくつも素早く検証できます。
射出成形には数週間の型製作段階が要ります。金型設計、鋼材切削、試作打ち、成形不良の修正と、安定生産までに 4〜8 週間かかることもあります。立ち上がりは遅いものの、動き出せば極めて速いため、設計が固まって数量が多いほど報われる工法です。
業種別の典型的な用途
家電・コンシューマ機器のブランドは、投資家向けや展示会向けの筐体試作・発売前の小ロットに真空注型を使います。医療機器メーカーは、解剖モデルや臨床評価用の少数ハウジングを注型します。
自動車・産業分野は、クリップ式ブラケット、コネクタ、ハウジングなどを百万単位で射出成形します。多くの企業が同じ道をたどります。まず注型で製品を実証し、設計と需要が確認できてから初めて鋼型に投資する、という流れです。
両工法に対する FabProto の支援
FabProto はマスター型を作り、少数量のつなぎ需要には真空注型を回し、量産の段階になれば成形サプライヤーと連携します。つまり、全行程を通して窓口は一つです。
弊社のエンジニアは、お客様の特定部品で射出成形が割安になる正確な数量をお伝えし、設計が固まる前に鋼型へ投資してしまう無駄を避けるお手伝いをします。この透明な助言こそ、初号試作から量産まで FabProto が選ばれる理由です。