射出成形コストとその見積もり方法を理解する

射出成形は、プラスチック部品を経済的かつ効率的に大量生産するための理想的なプロセスです。新しいプラスチック射出成形プロジェクトの立ち上げを計画している場合、射出成形のコスト構造を理解し、コストを正確に見積もる方法が重要になります。これにより、プロジェクトの経済的実行可能性が確保されるだけでなく、製品の合理的な市場価格を確立することもできます。

この記事では、射出成形のコスト構成要素を詳しく掘り下げ、これらのコストに影響を与える主な要因を分析します。これらの要素を理解することで、射出成形プロジェクトのコストをより正確に見積もり、製品の合理的な価格戦略を立てることができます。

射出成形コストの概要

射出成形も大きく分けて 金属射出成形 「プラスチック射出成形」は、プラスチック製品の製造工程において、複雑な形状や精密な寸法のプラスチック製品を効率よく生産することができますが、コストも高くなります。

たとえば、企業が射出成形技術を使用して電話ケースを製造する必要がある場合、強度、耐久性、耐衝撃性で知られる PC (ポリカーボネート) プラスチックを選択することがあります。ただし、費用は、 PC素材 費用は比較的高い (2.3 ポンドあたり XNUMX ドル) ため、材料費が総コストのかなりの部分を占めます。コストを削減するには、次の使用を検討することをお勧めします。 ABS材料 PC の代わりに (1.3 ポンドあたり XNUMX ドル)。 ABSは高強度の汎用エンジニアリングプラスチックです。

射出成形のコストを構成する主な要素

射出成形のコストには複数の側面があり、市場での競争力を維持するには、企業は射出成形のコスト構成要素を十分に理解し、効果的なコスト管理対策を講じる必要があります。注意が必要な主な要素は次のとおりです。

1.プラスチック部品のコスト

プラスチック部品のコストは多くの要因によって影響されますが、その中で最も重要な要因はサイズ、設計、生産、量です。これらの要因が射出成形コストにどのように影響するかを理解することは、プロジェクト コストをより適切に最適化するのに役立ちます。

パーツサイズ

作成するプラスチック部品が大きくなるほど、プラスチック部品を保持する金型も大きくなり、通常、より大きな金型設計は、同じ設計の小さな金型を作成するよりも高価になります。とりわけ、より多くの材料、より微細なプロセス、より長い製造時間が必要となります。

部品設計

複雑な形状の部品設計では、より複雑な金型を製造する必要があります。通常、金型設計には A 面と B 面が含まれます。 A面は装飾面とも呼ばれ、ユーザーが直接目にする面であり、通常は滑らかで美しいことが求められます。 B 面にはパーツをサポートするために使用される隠れた構造が含まれており、通常は A 面よりも仕上げが粗くなっています。複雑な A 面と B 面の設計を持つ金型の場合、通常は製造コストが高くなります。さらに、部品設計にボトム カット フィーチャが含まれる場合、追加のスライド サイド アクションとコアが必要になる可能性があり、金型のコストも増加します。

生産能力

射出成形プロセスを使用して部品を製造する場合、固定費 (金型の製造や射出成形機のレンタル/購入など) が分散されるため、生産量が非常に多い場合は通常、個々の部品のコストが削減されます。より広く。ただし、小規模バッチ プロジェクトの場合は、規模のメリットを十分に活用できないため、個々の部品のコストが高くなる可能性があります。

部品の体積

部品の体積によって、必要なプラスチックの量と冷却時間が決まり、エネルギー消費と生産時間に影響します。大型の部品にはより多くのプラスチックが必要となり、冷却時間が長くなるため、材料コストが高くなり、生産サイクルが長くなる可能性があります。

2.金型費用

金型のコストは部品の複雑さとサイズによって決まりますが、これらは 2 つの重要な要素です。部品の幾何学的形状が複雑な場合や壁が緻密な場合、より高価な専用機械を使用して金型を製造する必要があり、金型コストの増加につながる可能性があります。具体的な金型費用の内訳は以下の通りです。

材料費

一般的に使用される金型材料には鋼、アルミニウム合金などがあり、その価格は市場の需給、生産コストなどの要因に影響されます。鋼の価格は比較的高いですが、硬度と耐摩耗性が高く、長期間使用する金型の製造に適しています。アルミニウム合金は価格が比較的安価ですが、硬度が低く磨耗しやすいため、短期間の金型や使い捨ての金型の製造に適しています。

関連リソース アルミニウム金型とスチール金型

ゲートシステム

コールドランナー金型とホットランナー金型に分けられます。コールド ランナー金型ではランナー内に射出残留物が残る場合があり、その結果、ある程度の生産廃棄物が発生します。ホット ランナーは、ランナーとゲート内のプラスチックを確実に溶融状態に保つための加熱方法です。シャットダウン後は、通常、ランナーを開いて凝縮水を除去する必要はありません。再起動時には、ランナーのみを希望の温度まで加熱する必要があります。

金型構造

2枚プレート金型と3枚プレート金型に分けることができます。 2 プレート金型には大きな水出口があり、3 プレート金型には小さな水出口があります。 2 プレート金型の開口部はパーティング面から直接開口し、製品が突き出されます。比較的、金型の製造コストは安くなりますが、排水口のリサイクルコストは高くなります。 3 枚の板金型が開くと、製品とスプルーが分離され、各テンプレートは一定の距離だけ離れます。接着剤部分は金型表面上の 2 つのテンプレート間の距離から落下し、コールド スプルーは別の空間距離から落下します。金型の製作コストは比較的高くなりますが、製品が自動的に分離・脱落するため効率が高いです。

金型の種類

形状や機能に合わせて、 射出成形金型, 金型の種類は次のように分類できます。

• 単一キャビティ金型:1 個取り金型は金型コストが比較的安価ですが、1 サイクルで 1 個の部品しか生産できないため、生産効率が低く、生産コストが高くなる可能性があります。これは、大量生産が必要な場合に特に顕著です。
• マルチキャビティ金型:マルチキャビティ金型には複数のキャビティがあり、複数の部品を同時に製造できます。マルチキャビティ金型の初期コストは、より多くの鋼材とより複雑な設計が必要となるため、通常より高くなります。しかし、生産効率が高いため、これらのコストはすぐに回収できます。長期にわたる生産では、マルチキャビティ金型を使用すると、個々の部品のコストを大幅に削減できます。

関連リソース シングルキャビティ金型とマルチキャビティ金型

金型を作成するための一般的な方法とそれに伴うコスト

CNC加工:

• 方法CNC マシンは、アルミニウムやステンレス鋼などの材料から金型を作るために広く使用されています。このプロセスには、回転する切削工具を使用して材料を除去する精密加工が含まれます。
• 複雑さとコストCNC 加工は非常に複雑な金型設計に対応できますが、複数のツール変更が必要になる場合があり、複雑さに応じてコストが増加する可能性があります。コストは通常​​、金型の複雑さと使用される材料に基づいて変動します。

放電加工（EDM）:

• 方法: EDM は、従来の加工方法では実現が難しい複雑な金型形状の作成に適しています。工具電極とワークピース間の放電を利用して金型を成形します。
• 精度とコスト: EDM は高精度で知られており、通常は追加の仕上げは必要ありません。複雑な金型の細部に適していますが、特殊な設備とスキルが必要なため、CNC 加工よりも高価になる傾向があります。

3D印刷:

• 方法: 3D プリント、特にステレオリソグラフィー (SLA) などの技術を使用すると、射出成形用金型を迅速かつコスト効率よく作成できます。デジタル モデルから直接金型を形成するために樹脂の層を積み重ねます。
• Advantages: 3D プリントされた金型は、迅速なプロトタイピングや少量から中量の生産に適しています。特に、高価なツールを導入する前に繰り返し作業が必要な設計の場合、コスト効率に優れています。
• コスト範囲: シンプルな 3D プリント金型は、少量生産の場合、わずか 100 ドルから始めることができます。中量生産用のアルミニウム金型は通常、2,000 ドルから 5,000 ドルの範囲です。大量生産用の複雑な金型は、サイズと複雑さに応じて、5,000 ドルから 100,000 ドルの範囲になる場合があります。

4.射出成形機費用

以下に、一般的な射出成形機のタイプとそれらがコストに与える影響を示します。

全電動式射出成形機

作動油の代わりに電気を使用する射出成形機で、高精度、高速、高効率が特徴です。全電動射出成形機は、高品質、小型、精密プラスチック部品の製造に一般的に使用されます。初期購入コストは高くなりますが、長期的な運用コストは比較的低く、環境に優しいです。

油圧式射出成形機

油圧射出成形機は、作動油を使用して射出機構と金型ロック機構を駆動し、通常、精度要件が低い大型、重量、またはプラスチック部品の製造に使用されます。油圧式射出成形機の初期購入コストは低いですが、運用コストが高く、油漏れや汚染の問題が発生する可能性があります。たとえば、より高価なエンジニアリング プラスチックを使用すると製造コストが増加する可能性がありますが、安価な通常のプラスチック材料を使用するとコストを削減できます。

竪型射出成形機

射出機構と金型が垂直方向に同一方向に固定されているため、小型、精密、複雑なプラスチック部品の生産に適しています。通常、縦型射出成形機は生産効率と精度が高くなりますが、初期購入コストと運用コストも高くなります。たとえば、大きくて重い射出成形機は通常、より高い投資を必要としますが、生産性も高く、個々の部品のコストを削減できます。

横型射出成形機

横型射出成形機の射出機構と金型はそれぞれ水平方向と垂直方向に固定されており、精度要求の低い大型重量部品やプラスチック部品の製造に適しています。対照的に、小型の射出成形機は初期投資が少なくて済みますが、個々の部品の製造コストは高くなります。

5.射出成形材料費

プラスチック射出成形で使用される材料の量は、生産コストに直接影響します。射出成形原料の特性、用途、入手可能性、価格が異なるため、コストも大きく異なります。

材料	種類	ユニークな特徴	一般的なアプリケーション	ポンドあたりの価格 (USD)
ABS	熱可塑性プラスチック	耐久性、軽量	電子機器、キーボード、電話ハードウェア、レゴ ブロック、排水システム、台所用品	1.30
ポリエチレン	熱可塑性プラスチック	柔軟性、耐衝撃性、耐水性、耐湿性、リサイクル可能	食品包装、哺乳瓶、おもちゃ	1.20
ポリプロピレン	熱可塑性プラスチック	耐水性、柔軟性	タッパー、子供用プール、おもちゃ、食器、車のバッテリー	0.90
ポリスチレン	熱可塑性プラスチック	反りに強い、収縮に強い、衝撃に強い	CD/DVDケース、包装用途、家電製品	1.00
ポリカーボネート	熱可塑性プラスチック	耐衝撃性、光学的に透明、化学物質の影響を受けやすい	自動車のヘッドライト、防弾ガラス、メガネ、温室、DVD、携帯電話	2.30
PVC（ポリ塩化ビニル）	熱可塑性プラスチック	電気絶縁性、耐食性、耐火性に優れています	電線、パイプ、窓、ドア、建材、衣類、おもちゃなど。	1.00
PMMA (ポリ(メタクリル酸メチル)) (ルーサイト)	熱可塑性プラスチック	高い透明性、耐候性、耐紫外線性、耐薬品性	窓、照明器具、看板、車のフロントガラス、飛行機の窓など。	2.50
PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)(テフロン)	熱可塑性プラスチック	耐熱性、耐薬品性に​​優れ、摩擦係数が低い	調理器具、ガスケット材料、配管システム、化学反応器のライニングなどの焦げ付き防止コーティング。	10.00
PA(ポリアミド)(ナイロン)	熱可塑性プラスチック	高強度、耐摩耗性、耐熱性、耐薬品性	自動車部品、機械部品、電子部品等	1.50
PI（ポリイミド）（カプトン）	熱可塑性プラスチック	高い耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性、耐放射線性が高い	高温電気絶縁材料、航空宇宙材料など	5.00

6. 人件費およびサービス費

射出成形プロセスは自動化に大きく依存していますが、人件費は依然として大きく、生産のさまざまな側面に影響を及ぼします。

• セットアップ/構成コスト: 設備のセットアップには、CAD 設計に従って機械を構成することが含まれます。このプロセスにより、指定された寸法と要件を満たすように金型が正確に作られます。熟練したオペレーターがパラメータと設定を調整して、生産効率を最適化します。
• 修理とメンテナンスの費用: メンテナンス作業は、射出成形機を最適な状態に保つために不可欠です。これには、定期的な検査、摩耗した部品の交換、機械的な問題に迅速に対処してダウンタイムを最小限に抑えることが含まれます。熟練した技術者がこれらの作業を実行し、機器の継続的な動作と寿命を確保します。
• コストの監視多くのタスクは自動化によって処理されますが、オペレーターは射出成形プロセスを綿密に監視します。オペレーターは機器のパフォーマンスを監視し、完成した部品を検査して品質保証を行い、製品の一貫性を維持し仕様を満たすために必要な調整を行います。

社内生産では、これらの人件費が運用費の一部として含まれます。射出成形をアウトソーシングする場合、サービス費用にはプロバイダー料金とマークアップが含まれます。これらには専門知識、機器の使用、ロジスティクスが含まれており、多額の資本投資を必要とせずに柔軟性を提供します。

自動化と熟練した労働力のバランスをとることで、社内管理か外部委託かを問わず、正確で効率的な射出成形プロセスが保証されます。このアプローチにより、さまざまな製造アプリケーションにわたって高品質基準を維持しながら、生産コストを最適化できます。

生産量ごとの射出成形コストの比較

少量射出成形、中量、大量生産は射出成形プロセスの3つの重要な段階であり、それぞれが異なる課題とコスト要因に直面しています。小ロット生産の高コストから中量生産の規模の経済、そして大量生産の低コストと高効率まで、企業は柔軟に対応し、コストを削減し、生産効率を向上させるための効果的な戦略を採用する必要があります。

生産規模	部品点数	金型費	部品ごとの材料費	総材料費	部品ごとの人件費	総人件費	射出成形の総コスト	部品あたりのコスト (USD)
少量生産	100	$100USD	$0.50USD	$50USD	$3USD	$300USD	$450USD	$4.50USD
中量生産	5,000	$2,500USD	$0.50USD	$2,500USD	$2USD	$10,000USD	$15,000USD	$3.00USD
大量生産	100,000	$25,000USD	$0.50USD	$50,000USD	$1USD	$100,000USD	$175,000USD	$1.75USD

射出成形コストを削減する戦略

射出成形コストを削減するには、戦略的な計画と製造プロセスのさまざまな側面の最適化が必要です。品質と効率を維持しながらコスト削減を実現するための効果的な戦略は次のとおりです。

• 製造設計（DfM）分析を活用する:DfM 原則に従って部品を設計すると、製造プロセスに最適化され、コストを押し上げる可能性のある複雑さが最小限に抑えられます。設計段階の早い段階で材料の選択、金型設計、製造技術などの要素を考慮することで、製造を合理化し、不要な経費を削減できます。
• 設計機能を簡素化:製品設計の複雑な機能には、複雑な金型や追加の処理手順が必要になることが多く、生産コストが増加します。不要な機能や装飾的な仕上げを排除して設計を簡素化すると、機能性や美観を損なうことなく、ツールや製造コストを削減できます。
• ユニバーサルモールドを検討してください:可能であれば、カスタム モールドではなくユニバーサル モールドを選択してください。ユニバーサル モールドは一般的に安価で、高品質の部品を製造できます。カスタム モールドの場合は、詳細な CAD モデルを用意して設計を最適化し、急勾配のドラフト角度や過度に複雑な形状などの潜在的な問題を事前に特定してください。
• コスト効率の高い材料を選択する:材料の選択は射出成形コストに大きく影響します。部品の性能や品質を犠牲にすることなく、可能な限り ABS やポリプロピレンなどの低コストの材料を選択してください。材料コスト分析を実施し、代替材料を検討することで、全体的な生産費用を最小限に抑えることができます。
• インサート成形とオーバーモールディングを実装する:インサート成形とオーバーモールディング技術は、複数の部品を 1 つのアセンブリに組み合わせることでコスト削減のメリットをもたらします。これにより、追加のアセンブリ手順が不要になり、材料の無駄が減ります。たとえば、インサート成形では、プラスチック部品を金属インサート上に直接成形できるため、生産が合理化され、製品の耐久性が向上します。
• 金型内のキャビティの数を最小限に抑える:金型内のキャビティ数を減らすと、ツールコストと材料の無駄が減ります。モールドフロー解析を実施して部品設計とキャビティレイアウトを最適化し、部品の整合性を維持しながらキャビティを統合する機会を特定します。このアプローチにより、金型スペースを効率的に使用し、全体的な生産コストを削減できます。
• 自己嵌合部品の活用:自己嵌合部品を設計すると、金型の複雑さが軽減され、ツールのコストが削減されます。これらの部品は、追加の留め具や複雑な組み立てプロセスなしで位置合わせして接続するコンポーネントを備えています。単一の半金型を使用して部品全体を製造することで、金型のサイズと複雑さを最小限に抑え、射出成形時のコストを節約できます。

これらの戦略を実装するには、設計エンジニア、製造元、サプライヤー間の連携が必要であり、特定のプロジェクト要件に合わせたコスト効率の高いソリューションを実現する必要があります。

射出成形のコストを見積もるにはどうすればよいですか?

射出成形のコストを見積もる手順は通常、次のとおりです。

• 材料費を決定します。 必要なプラスチックの種類、密度、重量に基づいて、必要なプラスチック原材料のコストを計算します。これには、原材料の購入価格、輸送費、加工費、その他の関連費用が考慮されます。
• 金型コストの計算: 金型の複雑さ、領域のサイズ、材料の厚さ、およびその他の要因に応じて、金型の設計および製造コストが決まります。金型コストは射出成形コストの重要な部分を占めるため、見積りには十分な注意を払う必要があります。
• 生産プロセスのコストを分析します。 これには、設備費、人件費、エネルギー費、諸経費などが含まれます。設備費には、射出成形機の購入またはリース、保守およびメンテナンス費用などが含まれます。人件費には、運営労働者の賃金と福利厚生が含まれます。エネルギーコストには、電気、水、その他の必要なリソースのコストが含まれます。間接費には、生産管理費、品質管理費、設備減価償却費などが含まれます。
• その他の経費の計算: これには、梱包材のコスト、輸送費、税金、その他の関連費用が含まれます。これらの費用も総コストに影響を与える可能性があるため、見積もりの​​際に考慮する必要があります。

射出成形コスト計算ツール

射出成形コスト計算ツールは、特定の部品の射出成形コストを迅速に見積もるのに役立ちます。オンラインの射出成形コスト見積りツールを使用するか、射出成形サービス プロバイダーに相談することで、ベンチマーク価格を取得し、関連するコスト要因を理解できます。

射出成形コスト計算ツールには、通常、計算に役立つ次のオプションが用意されています。

• ステップ 1: 必要な部品の種類、サイズ、材質を選択し、必要なコストを計算します。
• ステップ 2: 3D モデルを計算機にアップロードし、射出成形コストの見積もりを取得できます。
• ステップ 3: 必要なサービスを選択し、コストを計算できます。

さらに、射出成形サービスプロバイダーは通常、コスト比較表を使用して、潜在的な顧客にプロセスの大まかな見積もりを提供します。この比較表は、材料の種類、部品サイズ、数量、金型の種類など、さまざまな要因が射出成形コストに与える影響を理解するのに役立ちます。

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射出成形プロジェクトの複雑さに関係なく、Boyi Company はプロフェッショナルなサービスを提供できます。単純な射出成形プロジェクトであっても、プロジェクトであっても オーバーモールド or インサート成形, Boyi は適切な解決策と経験を持っています。

プロフェッショナルな射出成形サービスをお探しの場合は、Boyi と提携するのが賢明な選択です。今すぐ Boyi に連絡して、プロジェクトに最適な射出成形の見積もりを取得して、プロジェクトが最も専門的なサポートと支援を受けられるようにします。

まとめ

要約すると、射出成形のコストと見積もり方法を理解することは、生産コストの管理、生産効率の向上、製品品質の向上に非常に重要です。企業は、実際の状況に基づいて適切な見積り方法とツールを選択して、正確な射出成形コストの見積り結果を取得し、これに基づいて効果的なコスト管理策を開発することができます。

Q＆A

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カタログ： 射出成形ガイド