射出成形機とは？　駆動方式の違いと主要プラスチック加工機の特徴を解説

射出成型機とはプラスチック製品を製造する機械です。日用品のコップや容器、自動車のバンパー、ヘッドライト、ダッシュボードなど、身近にある多くのプラスチック製品は射出成型機で生産されています。

本記事ではどんな仕組みで動いているのか、なぜ機械によって圧力に違いがあるのか、その他プラスチック製品を作る機械はどんなものがあるのかを分かりやすく解説します。

射出成型機とは

射出成型機とはプラスチック用品の加工に使われる機械です。簡単な流れとしては

①ペレット（原料のプラスチック）をホッパーに投入する

②シリンダーでペレットをかき混ぜ、溶かす

③溶かした樹脂を金型へ射出する

④射出された樹脂が金型内で充填され、成形される

⑤冷却し完成します。

最近普及され始めた3Dプリンターと比較すると、高強度かつ高速で成形できるため、安定した大量生産に適しています。

ここで重要になってくるのが「圧力」と「型締力（トン数）」です。プラスチック成形では、溶かした樹脂を高い圧力で金型の中に流し込みます。そのとき、金型を閉じる力が弱いと、圧力に負けて金型がわずかに開き、プラスチックがはみ出してしまいます。

そのため、金型をしっかりと強い力で押さえておく必要があります。作るものが大きくなるほど金型にかかる力も大きくなるため、必要なトン数も大きくなります。

射出成型機の種類

油圧式

油圧の力で動かすタイプでパワーが強く、大きな製品を作るのに向いています。例えば車のバンパーのような大きな部品を作るのに向いています。大型製品では、溶融樹脂を金型全体に行き渡らせるために高い射出圧力が必要になります。その際、金型には大きな内圧がかかるため、十分な型締力でしっかりと押さえておかなければなりません。油圧式は高い型締力を安定して発生させやすく、大きい製品でも金型の開きを防ぎながら成形できる点が強みです。

また、設備コストは比較的抑えられる傾向にあります。デメリット面では電力消費が比較的多い、安定した品質を得るにはオペレーターの経験や技術力も重要です。

大型製品を扱う現場や、パワーを重視する生産に向いている方式です。

電動式

電動式は、サーボモーターの力で各動作を制御するタイプです。油圧式と異なり、モーターによって位置・速度・圧力を細かく制御できるため、高精度な成形に適しています。

精密部品では、わずかな圧力や速度の違いが寸法精度や外観品質に大きく影響します。電動式は動作の再現性が高く、毎ショット同じ条件で成形しやすいため、コネクタや医療部品、電子部品などの精密製品に向いています。油圧式と比べ、消費電力を抑えることが可能です。油圧式は常時ポンプを回転させて油圧を発生させるため待機時にも電力を消費しますが、電動式は必要な動作時のみモーターが稼働するためです。

ハイブリット式

油圧式と電動式の両方を組み合わせたタイプです。射出・型開閉などの主要動作をサーボモーターで制御。高い加圧力が必要な部分は油圧機構を活用。それぞれの長所を活かした構成になっています。パワー、精密性ともにバランスがとれ、幅広い製品の製造が可能です。

その他プラスチック加工機械

ブロー成形機

溶かした樹脂を空気で膨らませて中が空洞の部品を作る機械です。

ペットボトルや容器類の成形に使われます。金型に溶かした樹脂（チューブ状）をいれて風船を膨らませるような要領で加工します。軽量で継ぎ目の少ない容器を効率よく大量生産できる点が特長です。射出成形とは異なり、内部が空洞の製品に特化した成形方法です。

押出成形機

押し出し成型機とは溶かしたプラスチックを金型から押し出して、一定の断面形状を作る機械です。排水パイプ（プラスチック製のパイプ）や、ケーブルダクトなどの製造に使われます。射出成形のように1ショットごとに成形するのではなく、長い製品を連続的に生産できる点が大きな特徴です。

熱成形機

プラスチックのシートを加熱して柔らかくし、金型に押し当て、真空で吸い付けたりすることによって形を成形する機械です。温められたシートは、金型の形に沿って変形します。その後、冷やして固めることで製品になります。主に、弁当の容器や、食品トレーの製造に使われます。

回転成形機

金型の中にプラスチックの粉末をいれ、金型を回転させながら加熱し、内側に樹脂を溶かして付着させることで、中が空洞の製品を作る機械です。

主に、大型で中が空洞の製品の製造に使われます。例えば、ポリタンク、ごみ箱、貯水タンクなど、継ぎ目のない一体成型ができるのが特徴です。

射出成型やブロー成型と比べると、強い圧力を必要とせず、金型の構造も比較的シンプルです。成形時間は比較すると長くなる傾向にあります。

まとめ

射出成型機の選定は、「どのような製品を、どの程度の規模で生産するのか」によって大きく変わります。製品のサイズや投影面積が大きくなれば、それに耐えられる十分な型締力（トン数）が必要になります。たとえば自動車のバンパーのような大型部品を成形する場合には、高トン数に対応できる機種を選ぶ必要があります。

一方で、精度、将来的な多品種生産を重視する場合には、操作性や制御性に優れた機種を選ぶことが重要です。特にハイブリッド式は、パワーと精密制御のバランスが取れており、オペレーターの熟練度に過度に依存しにくいという点で適しています。

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