DIY射出成形：3Dプリント金型による社内プラスチック部品成形方法

投稿者： FIT THAI on 2026年4月21日

プラスチック射出成形は広く普及している製造工程であり、現在世界中で生産されているほとんどのプラスチック製品は射出成形で作られています。大量生産に適した技術ですが、従来のCNC加工による金属製金型は高価でリードタイムが長く、少量生産には向きません。
プロトタイピングや少量生産（約10〜1000個）の場合、3Dプリントされた射出成形金型は時間とコスト効率に優れ、製造プロセスをより迅速にします。これにより、エンジニアやデザイナーは金型の設計をテストし、簡単に修正し、従来のCNC加工よりもはるかに低いコストで迅速に反復改善することができます。
Form 3+のようなSLA 3Dプリンタを使用すれば、カスタム金型を簡単に作成でき、3Dプリントと従来の成形技術の両方を活用できます。
このガイドでは、DIY射出成形のプロセスをご案内し、3Dプリントされた金型を使用して社内でプラスチック射出成形を行うために必要なすべてのツールとヒントをご紹介します。

DIY射出成形に必要なもの

DIYプラスチック成形キットを構築するには、ある程度の投資が必要です。適切な機器を調達し、その使い方を習得するには、資金と時間の両方がかかります。しかし、多くの場合、これらのコストは単一の金属金型のコストよりも低く抑えられます。そのため、一度稼働し始めれば、長期的に時間とコストを節約できるため、初期の努力は簡単に報われます。

Holipressデスクトップ射出成形機と並んだForm 3 SLA 3Dプリンタ

開始するために必要なものは以下の通りです：

FormlabsのForm 3+のような高性能デスクトップSLAレジン3Dプリンタ。Form 3+は、高精度でシャープなディテールと滑らかな表面を持つ金型を生産でき、高品質な成形部品を可能にします。DIYプラスチック成形に加え、SLAプリンタは製品開発プロセス全体において、プロトタイピングやその他の用途に非常に価値のあるツールです。

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3Dプリント用材料。Formlabs SLAプリンタには以下の材料をお勧めします：

Rigid 10K Resinは、高ガラス含有量の工業用材料であり、幅広い形状とより多くの射出成形プロセスに対応できるソリューションを提供します。HDTは218℃ @ 0.45 MPa、引張弾性率は10,000 MPaで、非常に強く、非常に剛性が高く、熱安定性が高いです。

High Temp Resinは、238℃ @ 0.45 MPaの熱たわみ温度（HDT）を持ち、射出成形に最適です。この材料はより脆いですが、高い成形温度を必要とする材料に推奨され、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く、冷却に時間がかかりますが、よりしなやかで数百回のサイクルに使用できます。

Galomb Model-B100やHolipressなどのデスクトップ射出成形機。現在、市場には様々な価格帯のデスクトップ射出成形機が多数存在します。多くの低価格機は手動ピストン駆動ですが、高価格機はスクリューシステムまたは空気圧システムを使用します。Minijector、Morgan、APSX、またはMicromolderのシステムを推奨する顧客もいます。Babyplastなどのデスクトップ自動射出成形機も、少量生産の小型部品には良い選択肢です。

使用したい種類のプラスチックペレット。

Blenderなどのカスタム成形部品設計に慣れたCADソフトウェア（無料ダウンロード可能）。

購入を決定する前に、生産要件に基づいて射出成形機を評価してください。大型部品の場合、工業用プロセスが依然として必要です。このDIY射出成形は、少量生産の小型部品に最適です。

Formlabsの3Dプリンタでプリントされた金型と、このDIY射出成形プロセスを使用して製造されたカプセル化された部品

DIY射出成形のステップバイステップ

CADでの金型設計

まず、成形部品を設計するために使用するCADソフトウェアを選択します。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ソフトウェアでもかなり似ています。

射出成形金型設計を作成するために使用するブランク金型インサート設計ファイル（blank mold insert design files）をダウンロードします。これらは、ほとんどの射出成形機や金型フレームに対応するように簡単にサイズ変更できます。また、メイン金型フレームのキャビティ図（cavity diagrams）を使用して独自の成形部品を設計することもできます。

金型コアの両側と、製造したい部品の3Dモデルを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の目のアイコンを使用して片側の金型を非表示にします。ワークスペースを設定したら、以下の画像のように、オブジェクトメニューの「wire」表示モードに両側の金型を設定します。

これで金型の位置合わせができます。射出成形プロセス中に、オブジェクト（部品）が溶融プラスチックのインレット（inlet）と完全に重なっていることを確認してください。直交モード（orthographic mode）を使用すると、位置合わせが容易になります。「toggle perspective/ortho」を押してください。

現在使用している金型コアの表示をオフにし、もう一方の金型コアの表示をオンにします。もう一方の金型コアでもオブジェクトがインレットと完全に重なるように、同じ手順を繰り返します。オブジェクトの位置合わせが完了したら、Blenderの「boolean difference」関数を使用して、重なっているオブジェクト領域を削除する準備が整います。

オブジェクトの最初の半分を選択し、モディファイアメニューからブール演算オプションを選択します。カットアウトしたいオブジェクトを選択し、「difference」演算が選択されていることを確認します。適用をクリックしてコマンドを実行し、もう一方の半分にも同じ手順を繰り返します。結果は以下の画像と似たものになるはずです。このステップで問題が発生した場合は、デザインに連動する部品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。

金型は印刷準備ができました。BlenderのExporterで「Selection Only」ボックスがチェックされていることを確認して、各半分をエクスポートします。

金型を3Dプリントする

金型を3Dプリントする際、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選択することが重要です。

社内テストとお客様の事例研究に基づいて、以下の表の基準に基づいて3Dプリント用レジンを選択することをお勧めします。3つ星は高い性能を意味し、1つ星は低い性能を意味します。

基準	High Temp Resin	Grey Pro Resin	Rigid 10K Resin
高い成形温度	★★★	★	★★
短い冷却時間	★★★	★	★★
高圧	★	★★	★★★
複雑な形状でのサイクル数の増加	★	★★	★★★

プリント設定は、Formlabsのプロフェッショナル3Dプリンタ用のプリント準備ソフトウェアであるPreFormで数秒で完了します。金型設計でサポート構造（support structures）が必要な場合は、キャビティ（cavity）が上向きになるようにPreFormで金型の半分を配置します。これにより、後処理が簡素化され、部品の表面品質が向上します。

形状とサイズに応じて、ビルドプラットフォーム（build platform）上に複数の金型を同時にプリントして、プリント効率を最大化できます。

プラスチック部品の射出成形

金型を3Dで設計し、プリントしたら、デスクトッププラスチック射出成形機で部品を射出成形できます。

射出成形にはさまざまな材料を使用できます。Formlabsと当社のお客様は、3Dプリントされた金型で以下の材料をテストしました。

LDPE
PP
PA
PE
TPE
TPU
PLA
ABS
ASA
HDPE
EVA
PS
POM

材料を選択する前に、部品に必要な特性と射出成形機の能力を考慮してください。その後、射出成形機固有の指示に従って、迅速かつ効率的に部品を製造します。

ただし、射出成形に使用される材料によっては、金型からの取り外し中に金型が摩耗する可能性があります。特にTPUやTPEなどの柔軟な材料では注意が必要です。離型剤（mold release agent）を使用すると、部品を金型から簡単に分離できます。シリコーンベースの離型剤は、Formlabs Grey Pro Resin、High Temp Resin、およびRigid 10K Resinと互換性があります。

ワークフローについてさらに質問がある場合は、FAQ記事「3Dプリント金型での射出成形（Injection Molding With 3D Printed Molds）」をご確認ください。

DIY射出成形を試すデザイナーのためのヒント

金型を設計する際は、3Dプリントで成功するだけでなく、射出成形で成功するものも考慮してください。

DIY射出成形のガイドラインは、必要な設計と量によって異なる場合がありますが、次のヒントは成功の可能性を高めるのに役立ちます。

最終的な部品のレイヤーラインを減らすには、金型をより小さなレイヤー高さ（デフォルトの100ミクロンではなく、50または25ミクロン/レイヤー）でプリントします。ただし、この設定ではプリント時間が長くなることに注意してください。

抜き方向に対して垂直な面に約2〜5度の抜き勾配（draft）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。

バリ（flash）を減らすために、分割面を細かいサンドペーパーで磨くことができます。

部品の冷却を早め、反り（warping）を減らすために、水浴（water bath）の使用を検討してください。

エンボス加工（embossed）および彫刻加工（engraved）のディテールは、表面から少なくとも1ミリメートル盛り上がっている必要があります。

アルミニウム金型フレーム用に設計する場合は、圧力の補償と完全なシールを可能にするために、金型プレートの裏側の厚さを0.125ミリメートル増やします。

3Dプリントで金型を革新する

3Dプリントと射出成形はしばしば相反するものとして語られますが、実際には、常にどちらか一方を選択する必要はありません。部品を直接3Dプリントしたり、プロトタイピングや少量生産の射出成形に3Dプリント金型を使用したりすることで、両方の技術の利点を活用できます。これにより、製造プロセスが時間とコスト効率に優れ、製品をより迅速に市場に投入できるようになります。

3Dプリント金型での射出成形についてさらに詳しく知りたいですか？当社のホワイトペーパーをダウンロードして、射出成形プロセスで3Dプリント金型を使用するための詳細なガイドと、Braskem、Holimaker、Novus Applicationsの実際の事例研究をご覧ください。