樹脂加工（プラスチック加工）とは？種類や加工方法と成功のポイント

新製品の開発や既存製品の改良に取り組む際、軽量化、コスト削減、デザインの自由度向上など、樹脂加工には多くの魅力的な特徴があります。しかし、その多様な加工方法や材料選択に戸惑いを感じている方も少なくないでしょう。

私たちも、お客様から「樹脂加工の基本を知りたい」「自社製品に最適な加工方法は何か」といった声をよく耳にします。

そこで今回は、樹脂加工の基礎知識から応用まで、製造業に携わる方々にとって有益な情報を詳しく解説します。この記事を読むことで樹脂加工の可能性を最大限に活かす方法を覚えて、製品開発に活かしてください。

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樹脂加工（プラスチック加工）とは？

樹脂加工、別名プラスチック加工は、様々な形状や特性を持つプラスチック製品を作り出すための製造プロセスのことです。この加工技術は、私たちの日常生活から産業用途まで、幅広い分野で活用されています。

樹脂加工の基本は、熱や圧力を利用して樹脂材料を成形することです。

例えば、溶かした樹脂を金型に流し込んで固める射出成形や、熱で軟化させた樹脂シートを型に押し付ける真空成形などがあります。また、樹脂ブロックから不要な部分を削り取る切削加工や、3Dプリンティングのような最新技術も樹脂加工に含まれます。

樹脂加工の活用分野

樹脂加工の活用範囲は、私たちの身近なところから最先端の産業まで、実に幅広いものです。まず、住宅関連では、サッシや水栓、ドアノブ、エクステリアなどの設備に樹脂加工製品が多く使用されています。

また、家電製品の分野でも、樹脂加工は欠かせません。エアコンの外装や内部部品、冷蔵庫の棚板やドアパッキンなど、多くの部分に樹脂製品が使われています。

その他にも、私たちの生活のあらゆる場面で、以下のような樹脂加工製品が活躍しています。

• 車載機器（ETC）
• 工場で使用される搬送ロボットの部品
• 医療機器
• おもちゃ
• スポーツ用品
• オフィス用品

新規商品開発においても、樹脂加工の特性を活かした製品がこうした業界で次々と生み出されています。

樹脂加工の5つの主要な加工技術

樹脂加工には様々な技術がありますが、ここでは以下の主要な5つの加工技術について詳しく解説します。この技術は、製品の特性や生産規模に応じて選択されます。

• 射出成形
• 押出成形
• 真空成形
• 切削加工
• 3Dプリンティング

最後には、そのほかの技術にも軽く触れるため、ぜひ参考にしてください。

1. 射出成形

射出成形は、樹脂加工の中でももっとも一般的で、大量生産に適した技術です。この方法では、溶かした樹脂材料を高圧で金型に射出し、冷却して固めることで製品を作ります。

射出成形の特徴は、複雑な形状の製品を高速で大量に生産できることです。

例えば、スマホのケースやおもちゃ、自動車の内装部品など、私たちの身の回りにある多くのプラスチック製品がこの方法で作られています。初期の金型製作にはコストがかかりますが、大量生産時のコスト効率は優れています。

2. 押出成形

押出成形は、長尺製品の製造に適した樹脂加工技術です。主に、溶かした樹脂を連続的に押し出し、特定の断面形状を持つ製品を作ります。

押出成形の代表的な製品には、パイプ、ホース、シート、フィルムなどがあります。建築現場で使用される塩ビパイプや、食品包装に使われるラップフィルムなどが製品の代表例です。

押出成形の利点は、連続的な生産が可能なため、効率よく長い製品を作れることです。さらに、複数の樹脂を同時に押し出すことで、異なる特性を持つ層を組み合わせた複合製品も製造可能です。

3. 真空成形

真空成形は、薄肉製品の成形に適した樹脂加工技術です。この方法では、加熱して軟らかくなった樹脂シートを型に密着させ、真空を利用して成形します。

真空成形の主な特徴は、比較的安価な設備で大型の薄肉製品を作れることです。例えば、冷蔵庫の内装パネル、浴槽、自動販売機の外装パネルなどがこの方法で製造されています。

また、食品トレーや包装容器など、使い捨て製品の製造にも広く利用されています。製品の表面に細かいテクスチャを付けることも可能で、デザイン性の高い製品の製造にも活用できるでしょう。

4. 切削加工

切削加工は、樹脂ブロックから不要な部分を削り取って目的の形状を作り出す精密加工技術です。高精度な部品や少量生産の製品製造に適しており、その特徴は高い精度で複雑な形状を実現できることです。

例えば、医療機器の精密部品、航空宇宙産業で使用される特殊部品、試作品の製作などに広く利用されています。また、切削加工は金型を必要としないことから、設計変更に柔軟に対応できます。

製品開発の初期段階や、カスタム製品の製造に大きな利点となり、様々な種類の樹脂材料に対応できることから、用途に応じた最適な材料選択も可能です。

5. 3Dプリンティング

3Dプリンティングは、デジタルデータを基に立体物を造形する最新の樹脂加工技術です。特に、試作品製作や少量生産に適しています。

3Dプリンティングの特徴は、複雑な形状の製品を金型なしで直接作れることです。製品の3Dモデリングデータさえあれば、短時間で実物を作ることができます。

また、3Dスキャンを利用することで、既存の物体を複製したり、カスタマイズしたりすることも可能です。この技術は、製品開発のスピードアップや、カスタム製品の製造にも役立つでしょう。

6. その他

樹脂加工には、上記以外にも様々な技術があります。以下では、主な技術とその簡単な説明を表にまとめました。

この技術は、製品の特性や生産規模に応じて選択され、時には複数の技術を組み合わせて使用できます。幅広い加工方法があるからこそ、樹脂加工の製品は身近なものへと姿を変え、私たちの生活に広く普及しているのです。

樹脂加工に使用する材料は主に2種類

樹脂加工に使用される材料は、主に以下の2種類に分類されます。それぞれの特性や用途が異なるため、製品の要求に応じて適切な材料を選択することが重要です。

• 熱可塑性樹脂（ねつかそせいじゅし）
• 熱硬化性樹脂（ねつこうかせいじゅし）

1. 熱可塑性樹脂（ねつかそせいじゅし）

熱可塑性樹脂は、加熱すると軟化し、冷却すると固まる性質を持つ樹脂材料です。この特性により、繰り返し成形が可能で、リサイクル性に優れています。

熱可塑性樹脂は、主に汎用樹脂とエンジニアリングプラスチック（エンプラ）に分類されます。汎用樹脂の例としては、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）があり、日用品や食品容器などに広く使用されています。

一方、エンプラは耐熱性や機械的強度に優れ、自動車部品や電子機器の筐体などに利用できるでしょう。さらに、エンプラは汎用エンジニアリングプラスチック（汎用エンプラ）とスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に分けられます。

中でもスーパーエンプラは、より高い耐熱性や強度を持ち、航空宇宙産業や医療機器などの高度な用途に使用されます。

2. 熱硬化性樹脂（ねつこうかせいじゅし）

熱硬化性樹脂は、一度加熱して硬化すると、その後は加熱しても軟化しない特性を持つ樹脂材料です。そのため、高い耐熱性や耐薬品性を持つ製品の製造に適しています。

代表的な熱硬化性樹脂製品には、以下のようなものがあります。

この材料は、高い耐熱性や電気絶縁性が要求される産業用途で広く使用されています。

樹脂加工の7つの特徴

樹脂加工には、以下に挙げた7つの製品開発や改良において大きな利点をもたらす特徴があります。この特性を理解することで、製品設計や材料選択の際に最適な判断を下すことができるでしょう。

• 軽量化による製品パフォーマンス向上
• 高いデザインの自由度
• 高いコスト効率
• 耐久性と耐候性
• 表面処理の多様性
• リサイクル性
• 電気絶縁性

1. 軽量化による製品パフォーマンス向上

樹脂加工の特徴の1つは、製品の軽量化を実現できることです。樹脂材料は金属に比べて比重が小さいため、同じ体積でも重量削減が可能です。

例えば、自動車産業では、樹脂部品の採用により車体重量を軽減し、燃費性能の向上や走行性能の改善を実現しています。このように、樹脂加工による軽量化は、製品の性能向上と新たな価値創造に大きく貢献しているのです。

2. 高いデザインの自由度

樹脂加工の大きな魅力の1つは、高いデザインの自由度です。樹脂材料は金属や木材に比べて柔軟性が高く、複雑な形状の実現が可能です。

この特性により、製品デザイナーの創造性を最大限に引き出すことができます。また、3Dプリンティング技術の進歩により、さらに自由度の高いデザインが可能になっています。

そのため、消費者の目を引く魅力的な外観デザインや、人間工学に基づいた使いやすい形状など、樹脂加工は製品の付加価値を高める重要な役割を果たすものです。

3. 高いコスト効率

樹脂加工の大きな利点の1つは、特に量産時における高いコスト効率です。初期投資として金型製作費用がかかる場合もありますが、一度金型が完成すれば、高速で大量生産が可能となります。

この高速生産能力により、大量生産時の1個あたりのコストを削減できます。さらに、樹脂加工では後加工が少なくて済むため、製造工程の簡略化によるコスト削減も期待できます。

このような高いコスト効率は、製品の価格競争力を高め、市場での優位性を確保するのに役立ちます。

4. 耐久性と耐候性

樹脂加工の重要な特徴として、製品に高い耐久性と耐候性を付与できることが挙げられます。適切な樹脂材料を選択することで、長寿命製品の実現が可能となるからです。。

例えば、屋外で使用される製品には、紫外線や雨、温度変化に強い樹脂材料を選択することで、長期間の使用に耐える製品を作ることができます。建築資材や屋外設置の電子機器などがその好例です。

また、化学的耐性の高い樹脂を使用することで、腐食性の強い環境下でも使用可能な製品を開発できます。とはいえ、樹脂加工は製品の耐久性と耐候性を高め、長寿命化を実現する一方で、使用環境に応じた適切な材料選択が重要となります。

5. 表面処理の多様性

樹脂加工の大きな利点の1つは、多様な表面処理が可能なことです。機能性と美観の両立を実現でき、高級感を演出したい家電製品や自動車内装部品などに広く活用されています。

また、UV硬化塗装を用いることで、耐摩耗性や耐薬品性を向上させることも可能です。機能面では、撥水コーティングや帯電防止処理、電磁波シールド処理などもできます。

このような表面処理の多様性は、樹脂製品の用途を大きく広げ、金属や他の材料では実現困難な機能と外観の両立を可能にしています。

6. リサイクル性

樹脂加工の重要な特徴の1つに、リサイクル性があります。特に熱可塑性樹脂は、加熱により再度軟化させることができるため、リサイクルが比較的容易です。

また、バイオマス由来の樹脂材料の開発も進んでおり、生分解性を持つものもあります。さらに、製品設計の段階から、分解しやすい構造や単一素材での設計を心がけることで、より効率的なリサイクルも可能です。

環境規制が厳しくなる中、リサイクル性の高い樹脂製品の開発は、企業の社会的責任を果たすとともに、競争力の向上にもつながっているのです。

7. 電気絶縁性

樹脂加工の重要な特性の1つに、優れた電気絶縁性があります。多くの樹脂材料は本質的に電気を通しにくい性質を持っており、電子回路の保護や、電気的に独立した部品の製造が可能です。

そのため、電子機器の筐体や、電線のコーティング、コネクタなどに広く使用されています。加えて、樹脂の電気絶縁性は、軽量化や複雑形状の実現といった他の特性と組み合わせることで、より高機能な電子機器の開発を可能にしています。

例えば、自動車の電装部品や、ウェアラブルデバイスなど、小型化と高性能化が求められる分野で、樹脂加工の電気絶縁性が大きな役割を果たすでしょう。

ここまで多くの特徴を有する樹脂加工において、加工方法の選択や材料の決定には、専門的な知識と経験が必要です。この点、アルファテクニクスは、設計からデザイン、加工まで一貫して対応可能な総合的な樹脂加工サービスでお客様を強力にサポートいたします。

また、設計段階からのコンサルティングも行っており、一貫した伴走支援はもちろん、プロジェクトの一部分だけの発注にも柔軟に対応いたします。樹脂加工に関する疑問や課題がございましたら、ぜひアルファテクニクスにご相談ください。

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樹脂加工 vs 金属加工：4つの比較ポイント

樹脂加工と金属加工は、それぞれ異なる特性を持ち、製品開発において悩ましい選択肢となります。

そのため、以下の4つのポイントから、両者の特徴を比較しました。◎は非常に優れている、○は優れている、△はやや劣ることを示します。

この観点から、それぞれの加工方法の長所と短所を理解することで、製品開発における最適な材料選択が可能です。以下では、より詳しく解説します。

1. 製品用途

樹脂加工と金属加工は、それぞれ異なる特性を活かした製品用途があります。

樹脂加工は軽量性、耐食性、電気絶縁性に優れ、複雑な形状の実現が容易です。そのため、家電製品の筐体、自動車の内装部品、医療機器、おもちゃなど幅広い分野で使用されています。

一方、金属加工は高強度、高剛性、耐熱性に優れています。こうした特徴を踏まえると、自動車のエンジン部品、建築資材、産業機械の部品など、高い強度や耐久性が求められる用途に適しているでしょう。

2. コスト

コスト面では、一般的に樹脂加工の方が金属加工よりも優れています。樹脂材料自体が金属材料よりも安価であることに加え、加工時のエネルギー消費も少ないため、製造コストを抑えることができます。

また、樹脂加工、特に射出成形では、複雑な形状を一度の工程で成形でき、後加工も少なく製造工程の簡略化によるコスト削減が可能です。さらに、大量生産時の生産性が高いことから、1個あたりのコストまで削減できます。

一方、金属加工は材料費が高く、加工時のエネルギー消費も多いため、一般的にコストが高くなります。ただし、高付加価値製品や長寿命製品の場合、金属加工のコストパフォーマンスが優れる場合もあることから、全体的なコストからしっかりと比較してください。

3. 生産量

生産量の観点では、樹脂加工、特に射出成形が大量生産に適しています。一度金型を製作すれば、高速で連続的に製品を生産できるため、大量生産時の効率が高くなります。

また、複数個取りの金型を使用することで、1回の成形で複数の製品を同時に生産することも可能です。もちろん、金属加工も大量生産に対応できますが、一般的に樹脂加工ほどの高速生産は難しいです。

ただし、金属プレス加工などは比較的高速な生産が可能です。とはいえ、少量生産や試作品製作の場合、3Dプリンティングなどの樹脂加工技術や、CNC加工などの金属加工技術が適しているでしょう。

4. 環境への配慮

環境への配慮という観点では、樹脂加工と金属加工にはそれぞれ長所と短所があります。

樹脂加工の場合、特に熱可塑性樹脂を使用した製品は、リサイクルが比較的容易です。使用済み製品を粉砕し、再溶融して新たな製品を作ることができます。

また、バイオマス由来の樹脂材料や生分解性樹脂の開発も進んでおり、環境負荷の低減に貢献しています。さらに、樹脂製品は軽量であるため、輸送時のCO2排出量削減にも寄与します。

一方、金属加工製品は、リサイクル性に優れています。金属は何度でも溶解して再利用できるため、資源の有効活用が可能ですが、リサイクル時のエネルギー消費は樹脂に比べて大きくなります。

両者とも、製品設計段階から環境への配慮を行うことで、より持続可能な製品開発が可能になります。

製造業における樹脂加工の5つの応用分野

樹脂加工は製造業の様々な分野で活用されており、製品の性能向上やコスト削減に貢献しています。以下に、樹脂加工が特に重要な役割を果たしている5つの応用分野を紹介します。

• 家電製品
• 自動車部品
• 医療機器
• 建築資材
• 産業機器

1. 家電製品

家電製品は、樹脂加工の恩恵をもっとも受けている分野の1つです。軽量化、デザインの自由度、コスト効率の良さなど、樹脂加工の特性が家電製品の進化に大きく貢献しています。

例えば、スマホやタブレットの筐体には、軽量で耐衝撃性の高い樹脂材料が使用されています。また、冷蔵庫の内装パネルや洗濯機の水槽など、複雑な形状の部品も樹脂加工で効率的に製造されています。

2. 自動車部品

自動車産業では、燃費向上や環境負荷低減のため、車体の軽量化が重要な課題となっています。この課題解決に大きく貢献するのが、樹脂加工です。

例えば、バンパーやインパネ、ドアトリムなどの内外装部品には、軽量で衝撃吸収性に優れた樹脂材料が使用されています。加えて、エンジンルーム内の各種カバーやダクトにも、耐熱性や耐油性に優れた樹脂が採用することもあるでしょう。

3. 医療機器

医療分野における樹脂加工の応用は、生活の質の向上に大きく貢献しています。樹脂材料の生体適合性、滅菌性、そして加工の自由度の高さが、医療機器の開発を可能にするからです。

例えば、使い捨ての医療器具（注射器、カテーテル、輸液バッグなど）には、衛生的で安全な樹脂材料が使用されています。人工関節や人工血管などの体内埋め込み機器にも、生体適合性の高い特殊樹脂が採用できます。

4. 建築資材

建築分野における樹脂加工の応用は、建物の軽量化、断熱性能の向上、そしてメンテナンス性の改善に大きく貢献しています。樹脂材料の耐候性、耐久性、そして加工の自由度の高さがマッチするからです。

窓枠や雨樋、外壁材などの外装部材には、耐候性と耐久性に優れた樹脂材料が使用されています。また、断熱材や防水シートなどにも、高性能な樹脂材料を採用できるでしょう。

5. 産業機器

産業機器分野における樹脂加工の応用は、機器の高性能化、軽量化、そして耐久性向上に大きく貢献します。樹脂材料の多様な特性と、加工の自由度の高さは多くの製品に活用できるためです。

工作機械や搬送装置の部品には、耐摩耗性や耐薬品性に優れた樹脂材料が使用されています。さらに、食品加工機械や化学プラントの部品にも、衛生性や耐腐食性に優れた特殊樹脂が使用されているのです。

成功に導く！アルファテクニクスの樹脂加工のポイント

アルファテクニクスでは、お客様の製品開発を成功に導くために、以下の4つのポイントを重視しています。このポイントが、高品質な樹脂加工製品の実現を可能にしています。

• 3DCADによる高精度設計
• 熟練技術者による品質管理体制
• お客様のニーズに応える柔軟な対応力
• 生産工程の厳格な管理

1. 3DCADによる高精度設計

アルファテクニクスでは、最新の3DCAD技術を駆使して、高精度な設計を実現しています。具体的には、3DCADを使用することで、複雑な形状や微細な構造を正確に設計し、製品の機能性と品質を向上させています。

また、3DCADデータを活用することで、設計段階での干渉チェックや強度解析が可能となり、試作前に潜在的な問題を発見し解決可能です。結果として、開発期間の短縮とコスト削減を実現できます。

2. 熟練技術者による品質管理体制

アルファテクニクスの品質管理体制の要は、豊富な経験と高度な技術を持つ熟練技術者たちです。品質管理は設計段階から始まり、材料選択、金型製作、成形条件の設定、そして最終検査に至るまで、全工程にわたって徹底しています。

熟練技術者の目による厳密な検査と、最新の測定機器を組み合わせることで、高い精度と安定した品質を実現可能です。また、技術者間での知識や経験の共有を積極的に行い、チーム全体の技術力向上に努めています。

3. お客様のニーズに応える柔軟な対応力

アルファテクニクスの強みは、お客様の多様なニーズに柔軟に対応できる体制にもあります。製品開発の初期段階から量産に至るまで、お客様のプロジェクトに合わせた最適なソリューションを提供できるからです。

例えば、試作品の製作では、3Dプリンティングや切削加工など、目的に応じた最適な加工方法を提案します。また、量産時には射出成形や押出成形など、効率的な生産方法を選択します。

さらに、材料選択や表面処理など、製品の要求仕様に応じたカスタマイズも可能です。この柔軟な対応力により、お客様の製品開発をスピーディーかつ効率的に進めることができ、市場投入までの時間短縮に貢献します。

4. 生産工程の厳格な管理

アルファテクニクスでは、高品質な製品を安定して供給するために、生産工程の厳格な管理を行っています。この管理は、原材料の入荷から製品の出荷まで、すべての工程を対象としたものです。

この厳格な管理体制により、不良品の発生を防ぎ、納期遅延のリスクを最小限に抑えています。このように、お客様に安心して製品をご使用いただける環境を整えています。

少しでも気になることがあれば、まずは専門家に聞いてみませんか？

設計段階からのコンサルティングも行っており、一貫した伴走支援はもちろん、プロジェクトの一部分だけの発注にも柔軟に対応いたします。樹脂加工に関する疑問や課題がございましたら、ぜひアルファテクニクスにご相談ください。

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樹脂加工に関するよくある質問（FAQ）

最後に、樹脂加工に関して多くの方から寄せられる以下の質問へ回答します。

• Q1：樹脂加工は難しいですか？
• Q2：樹脂加工の英語表現は何ですか？
• Q3：樹脂加工された製品の耐久性は？
• Q4：樹脂加工品のリサイクルは可能ですか？

Q1：樹脂加工は難しいですか？

樹脂加工の難易度は、加工方法や製品の複雑さによって異なります。単純な形状の場合、比較的容易ですが、複雑な形状や高精度が要求される場合は、専門的な知識と経験が必要です。

また、適切な樹脂材料の選択や加工条件の設定も重要です。この点においては、専門業者に依頼することで、高品質な製品を効率的に製造しましょう。

Q2：樹脂加工の英語表現は何ですか？

樹脂加工の一般的な英語表現は “Plastic Processing”、または “Polymer Processing” です。具体的な加工方法によって、以下のような表現が使われます。

• 射出成形（Injection Molding）
• 押出成形（Extrusion）
• 真空成形（Vacuum Forming）
• 切削加工（Machining）
• 3Dプリンティング：3D Printing or Additive Manufacturing

この用語は、国際的な取引や技術文書で広く使用されています。

Q3：樹脂加工された製品の耐久性は？

樹脂加工製品の耐久性は、使用する樹脂材料と加工方法によって大きく異なります。一般的に、エンジニアリングプラスチックを使用した製品は高い耐久性を持ち、金属製品に匹敵する場合も少なくありません。

また、UV安定剤や強化材を添加することで、耐候性や強度をさらに向上できます。適切な材料選択と設計により、高い耐久性を持つ樹脂製品の製造が可能です。

Q4：樹脂加工品のリサイクルは可能ですか？

はい、多くの樹脂加工品はリサイクル可能です。特に熱可塑性樹脂製品は、再溶融して新たな製品に成形できるため、リサイクルが比較的容易です。

ただし、複合材料や異種樹脂の混合、添加物の使用などにより、リサイクルが難しくなる場合もあります。近年は、リサイクル性を考慮した製品設計や、高度な分別技術の開発が進んでおり、樹脂製品のリサイクル率は向上しています。

樹脂加工はアルファテクニクスへ

樹脂加工は、軽量化、コスト削減、デザインの自由度向上など、特性を活かすことで製品を生み出すことができます。しかし、最適な加工方法の選択や材料の決定には、専門的な知識と経験が不可欠です。

アルファテクニクスは、3DCADによる高精度設計、熟練技術者による品質管理体制、柔軟な対応力、そして厳格な生産工程管理を強みとしています。この強みを活かし、お客様のニーズに合わせた最適なソリューションを提供いたします。

コンサルによって、設計から試作、量産まで、樹脂加工に関するあらゆる課題に対応可能です。また、材料選択や表面処理のアドバイスなど、製品の付加価値を高めるための提案も行っています。

樹脂加工に関する課題やご相談がございましたら、ぜひアルファテクニクスにお問い合わせください。