金型
金型とは、金属でできた型のことをいう。金属の祖形変形(材料に力を加えることによる変形）、流動性(溶けて固まる)を利用して、任意の形状を形どった型のことである。鋳造で使われる金型で砂型のものもある。金型を用いて成形される製品の材料は、金属、プラスチック、ゴムなどであり、自動車、家電、電子部品、精密機器、事務用品、日用品、玩具など量産品で金型が使われていないものはない。
金型のメリット
金型を利用すれば、高精度、高性能、大量生産のものが安価にできる。使える金属や樹脂の幅も広い。
金型のデメリット
金型のデメリットは、金型の時間とコストがかかる。金型を利用した製造は技術者は必要ないが、金作るために熟練技術が必要となる金型の英語表記には、ダイ(die)とモールド(mold)がある。
ダイ(die)とモールド(mold)
金型には、ダイ(die)とモールド(mold)の二つの呼び方がある。ダイは、自動車のボディなどの薄型の金属プレスや金属のかたまりをつぶして成形する鍛造プレス加工や、金属板を部分的に切断・曲げるする板金加工に用いられている金型をいう。モールド(mold)は、融けた材料を金型の容器に流し込んで固めるもので、材料をモールド内に充填したあとに冷やして固めることで形状ができる。プラスチック成形によく使われる。
製造方法
金型の製造方法は、切削加工、放電加工、形彫り放電加工、ワイヤ放電加工がある。いずれも負担に耐えうる金型加工に耐えうる剛性と精度が求められる。材料は鉄に炭素やクロム、モリブデンなどを添加した工具鋼が主流である。
切削加工
金型はマシニングセンタやNC工作機械の利便性から切削加工で作られることが多い。精度もよく、曲面や複雑な加工が可能のためである。放電加工、研削、研磨などの後加工が行われることがある。
放電加工
放電加工は、電気エネルギーを使う加工方法で、金属の工作物を加工液中に浸潰して工作物と電極間に放電させ、溶融・除去することで高精度な微細加工を行う方法である。切削加工できない材料の加工をできるため、金型の加工が適している。放電加工には、電極が工作物全体の形状をした工具電極を使用する形彫り放電加工と金属の細いワイヤを工作物に近づけて加工を行うワイヤ放電加工がある。
プレス加工
金型を用いたプレス加工は、板金加工（抜き加工、曲げ加工、成形加工、絞り加工、圧縮加工など)に用いられる。一般的なプレス加工用の金型は、固定された下型と可動の上型があり、上部が下降することで板材を曲げたり抜いたりしていく。
射出成形
射出成形は、加熱し溶かされた樹脂を金型内に射出注入し、冷却・固化させることで製品を成形する。複雑な形状の製品を大量に生産することができる。射出成形機は、溶けた樹脂を金型内へ射出する射出部と、金型の開閉を行う型締部などから構成されている。
金型の使用場面
金型の使用場面は、いくつかの加工工程で用いられる。プレス加工や射出成形があるが、強い衝撃や熱がかかるため金型には十分な強度が必要である。