DIY 射出成形: 3D プリントされた金型を使用してプラスチック部品を社内で成形する方法。

投稿者： FIT THAI on 2026年2月24日

射出成形は広く使用されている製造プロセスであり、実際、今日世界中のほとんどのプラスチック製品は射出成形によって製造されています。この方法は大量生産のニーズに最適ですが、従来のCNC加工による金型は非常に高価で大きな障害となり、少量生産では製造時間が長くなります。

試作や少量生産（10～1000個程度）において、3Dプリント射出成形金型は時間とコスト効率に優れたソリューションです。また、よりアジャイルな製造アプローチを可能にし、エンジニアや設計者は従来の多段階CNCフライス加工よりも低コストで、金型設計のテスト、修正、反復をより迅速に行うことができます。

Form 3+ のようなステレオリソグラフィー (SLA) 3D プリンターを使用してカスタム金型を作成するのは簡単で便利であり、3D プリントと従来の成形技術の両方の利点を同時に活用できます。

このガイドでは、DIY 射出成形のプロセスについて説明し、3D プリントされた金型を使用して組織内でプラスチック射出成形プロセスを実装するために必要なすべてのツールとヒントを紹介します。

詳細なガイドライン、設計推奨事項、実際のケーススタディについては、ホワイトペーパーをダウンロードしてください。

DIY 射出成形プロセスに必要なもの。

DIYプラスチック成形キットを作るには、ある程度の投資が必要です。適切な機材を購入し、熟練の技術を習得するには、費用と時間の両方が必要です。しかし、これらの費用は、金属型1つ分の費用よりも安い場合が多いです。そのため、一度完全に運用できるようになれば、長期的な時間と費用の節約は、初期の労力をはるかに上回るでしょう。

Form 3 SLA 3D プリンターは、Holipress ベンチトップ押し出し機の隣に配置されています。

始める前に必要なものは次のとおりです。

FormlabsのForm 3+などの高性能デスクトップSLA樹脂3Dプリンターは、高精度、シャープなディテール、滑らかな表面を持つ金型を作製できるため、高品質の射出成形部品を製造できます。カスタムプラスチック成形だけでなく、SLA 3Dプリンターは、製品開発プロセス全体を通して、試作やその他様々な用途においても貴重な資産となります。

3Dプリントには、射出成形プロセス中に金型にかかる温度と圧力に耐えられる材料を推奨します。Formlabs SLA 3Dプリンターには、以下の材料が推奨されます。

Rigid 10K Resinは、ガラス繊維を高濃度に配合した工業グレードの材料で、幅広い形状と射出成形プロセスに対応します。熱誘起たわみ温度（HDT）は218°C @ 0.45 MPa、引張弾性率は10,000 MPaと、卓越した強度、剛性、そして熱安定性を備えています。

耐熱樹脂は、0.45MPaで238℃の加熱下で反りが発生するため、射出成形に適しています。この材料は脆いですが、高温成形が必要な材料に適しており、冷却時間を短縮するのに役立ちます。

Grey Pro Resin は、High Temp Resin や Rigid Resin よりも熱伝導率が低いため、冷却時間は長くなりますが、より柔らかく、何百回もの生産サイクルに耐えることができます。

Galomb Model-B100やHolipressなどのベンチトップ射出成形機は、現在、幅広い価格帯で提供されています。低価格モデルの多くは手動ピストン式を採用していますが、より高価なモデルではスクリュー式または空気圧式を採用しています。また、Minijector、Morgan、APSX、Micromolderなどのシステムを推奨されているお客様もいらっしゃいます。Babyplastなどのベンチトップ自動射出成形機も、小型部品の大量生産に適しています。

ご要望に応じたタイプに合わせたプラスチックペレット。

金型インサートの設計には、無料でダウンロードできる Blender などの好みの CAD ソフトウェアを使用します。

ご購入前に、生産ニーズに合った射出成形機を慎重に評価してください。大型部品の製造には、依然として工業プロセスが必要です。このカスタム射出成形技術は、小型部品の少量生産に最適です。

金型は Formlabs プリンターで 3D プリントされ、カプセル化されたコンポーネントは DIY 射出成形プロセスを使用して製造されます。

DIY射出成形：ステップバイステップ

1. CAD ソフトウェアを使用して金型を設計します。
まず、金型インサートの設計に使い慣れたCADプログラムを選択します。この例ではオープンソースのBlenderを使用しますが、全体的なワークフローは他のCADプログラムでもほぼ同じです。

ブランクの金型インサート設計ファイルをダウンロードしてください。これらのファイルを使用して、射出成形金型の図面を作成します。さらに、これらの図面はほとんどの射出成形機と金型フレームに合わせて簡単にスケール調整できます。あるいは、マスター金型フレームのキャビティ図に基づいて独自の金型インサートを設計することもできます。

金型コアの両面と製造する部品の 3D 設計ファイルを CAD ソフトウェアにインポートします。

Blenderでは、シーンエクスプローラーウィンドウの目のアイコンを使って、まず金型の半分を非表示にします。ワークスペースを希望どおりに配置したら、オブジェクトメニューで金型の両側の表示タイプを「ワイヤー」に設定します（下の例を参照）。

金型を配置する準備ができました。射出成形プロセス中、ワークピースが溶融樹脂の入口と完全に交差するようにしてください。この手順を簡素化するには、「透視図/正射影切り替え」コマンドで有効にできる正射投影モードを使用してください。

金型軸の現在アクティブな側を非表示にし、反対側の表示を有効にします。このプロセスを繰り返して、ワークピースがもう一方の金型軸の入り口の半分を完全に切断することを確認します。ワークピースの位置合わせが完了したら、Blenderの「ブール値差」機能を使用して交差領域を削除する準備が整います。

オブジェクトの前半部分を選択し、「Modifiers」メニューの「Boolean」オプションを選択します。カットに使用するオブジェクトを選択し、「Difference」アクションが選択されていることを確認します。「Apply」を押してコマンドを確定し、反対側でも同じ手順を繰り返します。結果は以下の例のようになるはずです。この手順で行き詰まった場合は、デザインに連動コンポーネントを追加する方法に関するチュートリアルが役立つかもしれません。

これで型は印刷の準備が整いました。型ファイルの各半分をエクスポートし、Blenderのエクスポーターウィンドウで「選択範囲のみ」のチェックボックスをオンにしてください。

2. 3Dプリンターを使用して金型を印刷します。
金型を 3D プリントする場合、射出成形プロセス中に金型に加わる温度と圧力に耐えられる材料を選択することが重要です。

社内テストとお客様事例に基づき、以下の表の基準に基づいて3Dプリント用樹脂をお選びいただくことをお勧めします。星3つは非常に高い性能を示し、星1つは樹脂の効率が低いことを示します。

基準	高温樹脂	グレープロレジン	硬質10K樹脂
高い成形温度	★★★	★	★★
冷却期間が短くなります。	★★★	★	★★
高圧	★	★★	★★★
複雑な形状の生産サイクル数量を増やします。	★	★★	★★★

Formlabsのプロフェッショナル向け3Dプリンター印刷準備ソフトウェアであるPreFormでプリントジョブを設定するのは、わずか数秒で完了します。プリント時にサポート構造が必要な金型の場合は、PreFormで各金型の半分をキャビティが上を向くように配置してください。これにより後処理が簡素化され、成形品の表面仕上げが高品質になります。

印刷プレートの形状とサイズに応じて、同じビルドプラットフォーム上で複数のプレートを同時に印刷し、印刷効率を向上させることができます。

3.プラスチック部品の射出成形。
3D プリンターを使用して金型を設計および印刷したら、それを使用してデスクトップの射出成形機で完成した部品を成形できます。

射出成形には幅広い材料からお選びいただけます。Formlabsとお客様は、以下の材料を3Dプリントした射出成形金型でテストしました。

低密度ポリエチレン
PP
PA
体育
TPE
TPU
人民解放軍
ABS
ASA
HDPE
船外活動
追伸
ポム

材料を決定する前に、部品に必要な特性と射出成形機の性能を考慮してください。その後は、お使いの射出成形機の指示に従うだけで、迅速かつ効率的に部品を製造できます。

注入する材料によっては、パーツが金型に付着すると、特にTPUやTPEなどの柔軟な3Dプリント材料の場合、取り外し時に金型が劣化する可能性があります。離型剤を使用すると、パーツを金型から容易に剥離できます。シリコーンベースの離型剤は、FormlabsのGrey Pro Resin、High Temp Resin、Rigid 10K Resinと互換性があります。

プロセスについてさらに質問がある場合は、よくある質問 (FAQ) の記事「3D プリント金型による射出成形」をご覧ください。

DIY 射出成形に挑戦したいデザイナーのためのヒント。

金型を設計するときは、3D プリントできるものと射出成形できるものの両方を考慮してください。

DIY (Do It Yourself) 射出成形の具体的なアプローチは、希望する部品の設計と生産量によって異なりますが、次のヒントとテクニックは成功率の向上に役立ちます。

完成品の層目のぼやけを軽減するには、層厚を低く設定して（標準の100ミクロンではなく、50ミクロンまたは25ミクロン）印刷してください。ただし、印刷時間は長くなりますのでご注意ください。

部品の取り外し方向に対して垂直な面に約 2 ～ 5 度の抜き勾配角度を追加すると、部品の取り外しが容易になり、金型の摩耗が軽減されます。

細かい目のサンドペーパーを使用してスプリットプレーンの表面を研磨すると、余分なバリを減らすことができます。

ワークピースをより速く冷却し、反りを減らすために、ウォーターバスの使用を検討してください。

エンボス加工や彫刻された詳細は、表面から少なくとも 1 ミリメートルオフセットする必要があります。

アルミニウム型枠で使用するように設計されている場合は、圧縮を補正し完全な密閉を確保するために、型プレートの背面に 0.125 ミリメートルの厚さを追加します。

完全なワークフロー手順とその他のベストプラクティスについては、ホワイトペーパーをダウンロードしてください。

3D プリントにより従来の金型の限界を克服します。

3Dプリンティングと射出成形は相反する概念と捉えられることが多いですが、実際には必ずしもどちらか一方を置き換える必要はありません。試作や少量生産において、3Dプリンターで直接部品をプリントしたり、3Dプリントした金型を用いて射出成形したりすることで、両方の技術の利点を活用できます。これにより、製造プロセスの時間とコスト効率が向上し、市場投入までの期間を短縮できます。

3Dプリント金型による射出成形について詳しく知りたいですか？射出成形プロセスにおける3Dプリント金型の使用に関する詳細なガイドが記載されたホワイトペーパーをダウンロードし、Braskem、Holimaker、Novus Applicationsによる実際のケーススタディをご覧ください。