生産量は単純な掛け算
容器金型の生産量は4つの要素の掛け算に帰着します。キャビティ数、1時間あたりのサイクル数、成形機が実際に稼働する時間、検査に合格する部品の割合です。工場はキャビティを増やす、サイクルを短くする、シフトを増やす、不良を減らすことで生産量を上げられます。どの方法にもコストがあり、限界があります。鋼材は、金型が大規模な修理を必要とするまでどれだけ長くこれを続けられるかを決めます。
バイヤーが自分で生産量を計算する必要はほとんどありませんが、見積がどの要素に頼っているかは知っておく必要があります。部品が維持できない短いサイクルや、成形機が均一に稼働できないキャビティ数に基づく低い単価は、プログラムの後半で蓋の嵌合問題や納期遅れに変わります。
キャビティ数：多ければ良いわけではない
1個取り金型は1サイクルで1個、多数個取り金型は1サイクルで同一部品を複数個作ります。キャビティが増えると成形機1時間あたりの生産量が上がり、長期生産では通常単価が下がりますが、金型コストも上がり、より大きな成形機が必要になり、すべてのキャビティを同一に保つのが難しくなります。
| 選択肢 | 強み | 注意点 | 適した用途 |
|---|---|---|---|
| 1個取り | 金型コストが低い、調整しやすい、部品が一定 | 成形機1時間あたりの生産量が少ない | 大型収納ボックス、少量または不確定な数量 |
| 多数個取り（同一部品） | 生産量が多く、長期生産で単価が下がる | キャビティ間のばらつき、大型成形機、金型コスト増 | 安定した数量のテイクアウトボックス、カップ、蓋 |
| ファミリー金型（本体と蓋） | セットを1つの型で、数量が揃う | 部品ごとに充填が異なり、バランスが難しい | 数量が控えめな小さなセット |
| 本体と蓋の別金型 | 各部品を最適化でき、ひとつの蓋で複数の本体に対応 | 保守と日程管理が必要な型が2つ | 1つの設置面積を共有するシリーズ |
ファミリー金型の行には注意が必要です。本体と蓋を同じ金型に入れるのは効率的に聞こえますが、2つの部品は容積も肉厚断面も異なるため、一方が他方と違う充填・冷却をしがちです。蓋の嵌合が主な苦情となる食品容器では、本体と蓋の別金型のほうが安全な選択であることが多いです。恵州の提携工場の170x115 mm の設置面積の500-1,000 ml 参考ボックスのように、設置面積を1つに保つシリーズなら、ひとつの蓋の型で複数の本体に対応することもできます。
キャビティバランスとキャビティ番号
多数個取り金型では、すべてのキャビティが同時に充填され、同じ部品を作るべきです。ランナーのバランスが悪いと、射出点に近いキャビティが先に充填されて強く保圧され、遠いキャビティは軽くなります。その結果、蓋が合うものと合わないものが混在するカートンができます。各ゲートまで樹脂を溶融状態に保つホットランナーシステムはバランスを助け、ランナーのくずを減らします。高生産の容器金型で一般的で、金型コストが増えます。
実務的な確認方法は、すべての部品（通常は底の下）にキャビティ番号を成形することです。キャビティ番号があれば、嵌合問題をロット全体ではなく1つのキャビティまで追跡でき、検査ですべてのキャビティからサンプルを取れます。デスクは、すべての多数個取り容器金型にキャビティ番号を求め、T1 トライで各キャビティのサンプルを確認します。
金型の鋼材：寿命をプログラムに合わせる
金型の鋼材は、硬さ、靭性、研磨性、耐食性で選ばれます。グレード番号には立ち入りませんが、容器金型は主に3つのファミリーを使います。
- プリハードン鋼。焼入れ済みの状態で加工するため、製作と調整が早くできます。中程度の数量や、設計がまだ変わる可能性のある部品に向いています。
- 焼入れ鋼。加工後に焼入れし、縁やパーティングラインの耐摩耗性が高くなります。大量部品の長期生産に向いています。
- ステンレス鋼。冷却水や湿気の多い保管による腐食に強く、よく磨けます。透明部品や、清浄で磨かれたキャビティが重要な食品接触品目でよく選ばれます。
真空成形の型は別のケースです。低圧でシートを成形するため一般にアルミニウムで作られ、打ち抜き用には別の鋼製刃型があります。刃型の摩耗はギザギザの縁やプラスチックの糸くずとして現れるため、その保守もプログラムのファイルに含めるべきです。真空成形をご覧ください。
鋼材グレードは金型見積に明記されるべきです。同じ部品で鋼材の異なる2つの見積は比較できず、プログラムに必要なより柔らかい鋼材で作った金型は早く修理が必要になります。逆の失敗も起こります。1、2回しか注文のない季節品に焼入れしたステンレス金型を使えば、印刷、インサート、2つ目のサイズに使ったほうがよかった金型予算を拘束します。適切な鋼材とは、プログラムが現実的に見込める寿命に、再注文分の余裕を加えたものに合う鋼材です。
サイクルタイムと成形機
サイクルタイムは主に冷却で決まり、冷却は肉厚と、鋼材内の冷却水路の配置の良し悪しに依存します。薄く均一な壁は早く冷え、厚い部分や太いリブはサイクル全体を遅くします。部品が許す以上にサイクルを短くすると、縁が反り、ライン上では閉まっても1週間後には閉まらない蓋ができます。成形機も金型に合っていなければなりません。全キャビティの投影面積に対する十分な型締力と、十分なショット容量です。利用可能な成形機に対してキャビティが多すぎる金型は、より大きな成形機を待つか、キャビティを塞いで稼働することになります。成形機については射出成形のページで扱っています。
プログラムに合わせて金型の規模を決める
- 品目ごとの年間数量を、現実的な初年度を前提に見積もります。
- ひとつの蓋で複数の本体に対応するかを決めます。
- トレードオフを見るため、2つのキャビティ数で見積を求めます。
- 鋼材を想定されるプログラムの寿命に合わせます。
- 多数個取り金型には、キャビティ番号とバランスの取れたランナーを求めます。
- 工場がどの成形機で稼働させるかを確認します。
新規金型は通常1品目あたり50,000-100,000個からで、T1 トライまで約25-45日です。いずれもプログラムごとに書面で確認します。関連する金型コストと所有権の記事やMOQ とリードタイムをご覧いただくか、図面と数量を見積フォームからお送りください。