プラスチック射出成形プロジェクトの外注を検討している場合、射出成形金型の妥当な価格を確保する方法について興味があるかもしれません。この記事では、射出成形金型のコスト計算を分解します。金型のコストに影響を与える主な要因とともに、各製造工程に関連する時間単価を掘り下げていきます。
当社のオンライン金型コスト計算機は、金型の適切な価格を決定し、潜在的に金型投資を削減する方法を検討するのに役立ちます。.
経験的引用法
金型は多くの部品から構成され、それぞれが様々な加工工程を必要とするため、そのコスト計算は複雑になります。材料費を決定することは比較的単純で正確ですが、加工費を計算することはより困難です。.
加工コストは、使用する機器の種類と、加工完了までにかかる時間に左右される。加工時間を正確に予測することは、人の手による見積もりであれ、3Dシミュレーションソフトウェアの使用であれ、困難です。そのため、金型の価格設定はしばしば見積もりに頼ることになります。
金型の見積もりを出すには、まず金型の構造を設計する必要があります。その後、材料費を計算し、加工費と追加費用を見積もり、金型の見積もりを確定します。.
確かに、この推定は以下の理由から、恣意的でも不正確でもない：
- 材料費の計算はかなり正確だ；;
- 機械加工費の見積もりは、金型の寸法から導き出される。 同種の製品に関する過去の経験；;
- 金型メーカーは、過大評価によってこの機会を失う可能性があることを認識している。.
しかし、不確実性が残っている。.
射出成形金型の基本要素
射出成形用金型は、精密に設計された複数のスチール部品から構成されています。これらの部品は、特定の寸法と公差に合わせて入念に成形され、研ぎ澄まされた後、完全な金型を形成するために組み立てられます。このアセンブリは、溶融プラスチックを注入、成形、冷却、固化して完成品を形成するための容器として機能します。.
射出成形用金型の複雑さは、精巧なデザインや複数の可動部を持つものなどさまざまだが、その基本的な構造は変わらない。
射出成形用金型は、基本的に以下の部品で構成され、大きく2つのグループに分類される：
- 主要部品:キャビティプレート、コアプレート、スライダー、スペーサーブロック、クランププレート（上下）、エジェクタープレート（上下）。.
- アクセサリー： スライディング・ピラー、エジェクター・ピン、スプルー・ブッシング、ロケート・リング、スプリング、金型によってはホット・ランナーなどである。.
以下はその説明である：
金型が閉じると、コアプレート、キャビティプレート、スライダーが密閉されたコンパートメントを形成し、そこでプラスチック材料が成形され固化します。金型が開くと、これらの部品が外れて、固化したプラスチック成形品を取り出すことができます。.
プラスチック部品の設計ではアンダーカットがよく発生するため、射出成形金型にはスライド機構が頻繁に組み込まれている。この機構には主に2つのタイプがあり、1つは傾斜レールを使って垂直方向の動きを水平方向の動きに変えるもので、もう1つは油圧シリンダーや空気圧シリンダーを使って動かすものである。.
エジェクション機構は、エジェクターピンと上下のエジェクタープレートで構成され、成形された部品を金型からシームレスに離型させる重要な役割を果たします。.
上部のエジェクタープレートには、エジェクターピンを取り付け、位置決めするための多くの穴が開いているのに対し、下部のエジェクタープレートには穴がなく、エジェクターピンを押す役割を果たす。.
エジェクタープレートが上方に移動すると、エジェクターピンが駆動し、冷却されたプラスチック部品が金型から排出される。.
金型費用の構成
とはいえ、金型費用の内訳は次のようになる：
1.材料費
射出成形金型のコスト計算は材料費から始める。まず、主な鋼板のコストを計算する。.
材料費の分類
- について メインプレート:コアプレート、キャビティプレート、スライダー、クランププレート、スペーサーブロック、トップエジェクタープレート、ボトムエジェクタープレート；;
- スライド部品:スライダー、リフター、シリンダー、その他のスライド機構；;
- アクセサリースライディングピラー、エジェクターピン、ホットランナー（オプション）、スプリング、ファスナーなど。.
- 補助材料放電加工の電極として使用される青銅または黒鉛。.
キャビティ・プレートの計算方法の例
プラスチック部品の大きさ、キャビティの数、基本的な構造（スライダーがあるか、中子があるか、2プレート金型か、3プレート金型か、など）から、鋼板の大きさと重量を計算し、そのコストを求めることができる。.
製品サイズがL*Wで、キャビティが2つある場合、キャビティ間の距離Rとキャビティからエッジまでの距離T1、T2は経験式から求めることができるので、キャビティプレートの長さLcaと幅Wcaを求めることができる、,
- Lca=2W+2T1+R
- Wca=L+2T2
また、高さHcaも経験式で算出される。.
原材料の寸法を計算する際には、長さ、幅、高さにいくらかの許容誤差を加える必要がある。次に、キャビティ・プレートの材料重量があります。.
原料重量＝長さ×幅×高さ×7.85／1,000,000（kg）。
(注：この式では単位はmm、kg）。
同様に、他の鋼板や摺動部品についても同じ計算をして重量とコストを求め、それらを合計する。.
2.設計料
プラスチック成形プロジェクトの成功は、優れた金型設計から始まる。設計者、金型製造者、その他の人々が協力し合い、意見を出し合って最良の選択肢を見つけるのです。.
金型のサイズと複雑さにもよりますが、設計料は通常$100から$300、時にはそれ以上になることもあります。.
熟練したデザイナーの時給は30ドルから40ドルで、少し高く聞こえるが、彼らは1日（12時間）で8個から10個の簡単な射出成形金型のデザインを仕上げることができる。.
3.加工コスト
機械加工は金型の中で最も高価な部分である。また、機械加工設備の種類やグレードによっても費用が異なります。一流ブランドの設備は、一般的な設備の2～3倍の時給になります。.
加工費の計算式は以下の通り：
加工料金＝時間給×加工時間。
加工時間を正確に見積もるのは難しいので、プラスチック部品のサイズと過去の類似部品の加工費実績から概算するしかない。.
4.集合費
金型の組み立ては時間のかかる作業だ。機械加工でずれた寸法を調整したり、すべての可動部品を適切な密度で合わせたり、設計段階で想定していなかった問題をデバッグしたりすることも含まれる。金型が複雑であればあるほど、あるいは高価であればあるほど、金型を合わせるのに時間がかかる。例えば、1万ドル相当の金型であれば、型合わせに50～100時間かかることもある。.
しかし、金型の組み立てに要する時間も正確に見積もることはできない。.
5.税金と利益
税金と利益税金とその他の諸経費を除けば、妥当な利益率は15-30%ぐらいでしょう。金型メーカーが負うリスク（不確実性）に対する余分な利益である。金型メーカーは、最終的な成果物、つまり、プラスチック部品を良い品質でスムーズに生産できる射出成形用金型を提供する責任があることを忘れないでください。.
各費用に対する通常の割合
各費用の最も一般的な割合を知ることは理にかなっており、受け取った見積もりが適切に計算されているか、競争力のある価格かどうかを知ることができます：
| 項目 | パーセント | |
|---|---|---|
| 1 | 素材 | 20-35% |
| 2 | 機械加工 | 25-40% |
| 3 | 組み立て | 15-20% |
| 4 | 金型設計 | 5-10% |
| 5 | 税金、利益 | 20-30% |
各コストの見積もり精度
事前に正確に予測することが難しい費用もある。
前述したように、一部のコスト、特に機械加工費や組み立て費は、見積もり計算の際に正確に見積もることができない。そこで、ファジー見積りという方法がある。いわゆるファジー見積もりとは、実際のコストよりも若干上振れした見積もりとなるが、下振れする可能性もあるということである。そして、全体的な変動は非常に大きくない達成するために、異なるコスト間の上方と下方の変動は、お互いを相殺することができる。.
| 項目 | 素材 | 機械加工 | デザイン | 組み立て、, | 税金、利益 |
| 精度 | (0~+5%) | (-5~+20%) | (-5~+10%) | (-5~+10%) | (0~+5%) |
相互参照のため、複数のサプライヤーにコスト内訳の提供を依頼する。
発注を最終決定する前に、2～3社のサプライヤーに金型のコスト内訳を提出してもらうのが理にかなっている。そうすれば、コストが正しく計算されているかどうか、どのサプライヤーが見積もりプロセスにおいてよりプロフェッショナルであるかがわかる。.
材料費乗数見積法
上記の見積もり方法では、各費用を別々に見積もります。しかし、実際の運用では、金型工場はもっと簡単な方法を使うことが多い。つまり、まず材料費を計算し、金型サイズや金型の複雑さなどに応じて価格係数を掛けるのである。.
金型価格=総材料費*価格係数。
一般的な射出成形用金型のこの価格要因は2.5から5の間である。.
価格要因に影響を与えるもの
金型のサイズ：
金型サイズが大きくなると、プライス・ファクターは小さくなる。小さな金型は材料費が安くなりますが、その他の費用の削減はそれほど大きくありません。逆に大きな金型では、その他の費用の増加は材料費の上昇に比例しません。.
複雑さ：。
金型の複雑さは価格に直結する。.
単純な形状の金型は、大きなフライス工具を使って効率的に加工できるため、加工時間が短くて済む。対照的に、複雑な形状の金型では、細かい加工に小さなフライス工具を使用する必要があり、部品によっては放電加工（EDM）が必要になるため、加工時間が大幅に延びる。.
さらに、より複雑な金型は、多くのスライド機構を備えていることが多く、組み立てに多くの部品を必要とする。.
精度：。
これは、より高い精度を達成するためには、より高度で高価な装置を使用する必要があり、また所望の精度レベルに到達するために工具の動き（送り）を遅くする必要があるためである。.
時には、このような精密なニーズに対応するために、金型の構造を調整する必要もある。.
背の高いリブと支柱。
背の高いリブ／ポストは、金型内の深い溝／穴に相当し、放電加工（EDM）の適用が必要となる。さらに、これは射出成形プロセス中に課題を提示し、コンポーネントの製造コストを上昇させます。.
放電加工用電極:</strong
銅やグラファイトから作られた電極を使用し、放電加工（EDM：Electrical Discharge Machining）を施す必要があるものもある。.
電極は小さくできる場合もあるが、部品全体と同じ大きさにしなければならない場合もある。この電極の材料費と加工費が金型のコストアップにつながる。.
ホット・ランナーには多くの種類とグレードがあり、価格は数百ドルから数千ドルで、温度制御ユニットを使用する必要がある。ホットランナーには大きなメリットがある反面、コストアップにもつながる。.
虫歯の数：。
キャビティ数の多い金型では、各ゲートでの圧力と流動の均一性を確保するため、ホットランナーを採用することが多い。このような金型では、キャビティ間の寸法均一性が要求されるため、金型メーカーにとってはリスクが高くなる。これらの要素は価格上昇の一因となる。.
例えば、ディスペンサー・キャップの製造に使用される右側の画像に描かれているタイプの射出成形用金型は、通常$12,000から$18,000の間である。.
工具鋼の硬度：
標準的な金型鋼の硬度は、HRC28からHRC54まで より高い硬度を持つ金型鋼は、熱処理の後に精密機械加工を必要とし、処理時間が長くなるため、より硬い金型はより高価になります。.
ヒント：貫通硬化型の硬度は、一般的にHRC46～54の間です。これらは、大量生産またはPPS、PEEK、PESなどの高温プラスチックにのみ使用されます。</em
対照的に、プリハードン工具の硬度は通常HRC28～40です。これらは、プリハードニング工程を経た鋼鉄から作られているため、熱処理が不要で、最終寸法に直接加工することができます。
金型費用の内訳の一例
では、金型費がどのように計算されるかをよりよく理解していただくために、下の表の例を見てみましょう。それぞれのコストがどのように計算されるかを理解できるように、異なる工程の時間単価を示したことに注意してください。
これはプラスチックボックス用の四角い蓋で、基本情報は以下の通り：
製品材質：PP
♦ プロダクト次元: 150*150*15mm
♦ 型材料：718H
♦ 空洞の数：1
♦排出方法：排出プレート
この金型の見積もりは$1250で、費用の内訳は以下の通りです：
射出成形用金型のコスト内訳
(下の表はモバイルデバイス用に非表示にしています。デスクトップまたはタブレット端末でご覧ください。
| カテゴリー | 項目 | 説明 | 単価 | 数量単位 | 金額 |
|---|---|---|---|---|---|
| 素材 | モールドベース（標準） | 材質1045、外径寸法 300*280*260mm、60kgs。. | $100 | 1（個） | $100 |
| コアプレート | 材質718H、280*280*80mm、50kg。. | $150 | 1（個） | $150 | |
| キャビティプレート | 材質718H、280*280*80mm、50kg。. | $150 | 1（個） | $150 | |
| 放電加工電極（コア用） | 銅、150*150*20mm、4kgs | $35 | 1（個） | $35 | |
| アクセサリー | ボルト、ホースコネクターなど. | $50 | 1（セット） | $30 | |
| デザイン | パートデザイン料 | $50 | 1（個） | $50 | |
| 金型設計料 | $100 | 1（個） | $100 | ||
| 機械加工 | CNCフライス加工 | $8/時間 | 15（時間） | $120 |
|
| CNC彫刻 | $4/時間 | 10（時間） | $40 | ||
| ワイヤー放電加工機 | $1.5/時間 | 6（時間） | $9 |
||
| 放電加工 | $3/時間 | 10（時間） | $30 | ||
| 表面研磨 | $8/時間 | 6（時間） | $48 | ||
| 組み立て、熱処理、, カビテスト | 組み立て | $8/時間 | 10（時間） | $80 | |
| 熱処理 | $0.5/kg | なし | |||
| カビ検査 | $20/回 | 2（回） | $40 | ||
| 税金、諸経費、その他 | 税金 | $90 |
|||
| 管理費 | $95 | ||||
| 利益 | $100 | ||||
| 合計 | $1,267 | ||||
つまり、この特殊なケースでは、金型費用の一般的な構成は次のようになる：
オンライン金型費用計算機の使い方
このオンライン射出成形金型コスト計算機は、部品の寸法、キャビティの数、およびスライドの数を使用して、金型の寸法を計算し、金型の価格を推定します。それは100%正確ではないが、十分に近い見積もりを提供することができます。.
ここでは、この金型コストの計算機を使用する方法を説明します。まず、以下の値を入力する必要があります：
長さ(L)が幅(W)より大きいことを確認してください、そうでなければ、それらの値は自動的に切り替わります。
注意：L、W、Hの最大値：600mm
L、W、Hの最小値：8mm（値が小さい場合は8mmを使用してください。）
3つのオプションがあります：1キャビティ、2キャビティ、4キャビティ。.
ここでは3つのオプションがあります: スライダーなし、スライダー1面、スライダー2面
注意: 同じ面に複数のスライダーがある場合、それらはスライダー1面とみなされます。.
ヘリカルギアは、ヘリカル排出機構がありますので、2面スライダーをお選びください。.
P20（ローエンド）、718H（ミディアム）、H13（ハイエンド）、これらの金型用鋼が最も一般的に使用されています。
C45もローエンド用途で使用されることがあります。.
複雑さのレベルは、非常に単純、単純、中程度、複雑、非常に複雑の5つのカテゴリーに分けられています。単純」分類は、最小限の小さなディテール、より低い精度要件、より少なく小さなスライダー、およびより低い肋骨を示します。一方、「複雑な」分類は、より複雑な詳細、より高い精度、より大きくより多くのスライダー、より高いリブの存在を示唆しており、本質的には単純な分類の逆である。.
包括的な理解のために、金型のプライスファクターに影響を与える要因を参照してください。
より有益な参考情報を提供するために、幅広い価格帯を提供するために、2つまたは3つの複雑なレベルを選択することをお勧めします。.
以下はその計算結果である：
これは、金型の寸法を見積もることで、金型がどのように見えるかを視覚的に把握することができます。.
コアとキャビティの鋼材はより高価な鋼材で作られているため、A/Bプレートに埋め込んで小型化することが多い。
計算機では、埋め込み設計と一体設計の結果を自動的に比較し、より良い方を選択する。.
この計算機は、あなたがより良い基準を提供する価格範囲を得ることができるように、それぞれ異なる複雑さのレベルに対応する2〜3の価格を提供します。各価格は、コストの内訳とその割合を提供します。.
電卓の精度を確認するための例
ここで、金型価格計算機の精度を検証するために、金型価格のいくつかの例を示します。一般的な複雑さと精度を持つプラスチック製品については、その評価はまだ近いことがわかります。.
| 部品寸法 | キャビティ数 | スライド数 | コアとキャビティ用スチール | 複雑さ、, |
| 350*135*40 | 1*1 | 1 | H13 | ミディアム |
| その他の金型情報 | 電卓価格 | 実勢価格 |
| ホットランナー、3サブゲート | $8450 | $8900 |
商品名：メッシュ付き収納ボックス
素材：PP
| 部品寸法 | キャビティ数 | スライド数 | コアとキャビティ用スチール | 複雑さ、, |
| 150*150*80 | 1*1 | 0 | P20 | とてもシンプル |
| その他の金型情報 | 電卓価格 | 実勢価格 |
| コールドランナー。エアノズル付きエジェクタープレート | $2170 | $2350 |
商品名：コンセント用プラスチックケース
材質：プラスチック：ABS樹脂
| 部品寸法 | キャビティ数 | スライド数 | コアとキャビティ用スチール | 複雑さ、, |
| 80*40*40 | 1+1ファミリー | 1 | 718H | とてもシンプル |
| その他の金型情報 | 電卓価格 | 実勢価格 |
| コールドランナー、エッジゲート | $2290 | $1960 |
商品名：ドライブ装置のプラスチック筐体
材質：PC
| 部品寸法 | キャビティ数 | スライド数 | コアとキャビティ用スチール | 複雑さ、, |
| 243*105*38 | 2 | 0 | 718H | シンプル |
| その他の金型情報 | 電卓価格 | 実勢価格 |
| コールドランナー、エッジゲート | $4965 | $4690 |
しかし、特殊な要件を持つ一部のプラスチック部品については、このLEDランプレンズのように、この計算機で計算される価格は低くなり、実際の価格よりもはるかに低い価格が表示されます。これは、このレンズが投影される光のパターンに対する要求が高く、その幾何学的形状の精度が非常に高いためです。.
商品名: LEDレンズ
材質：PC
| 部品寸法 | キャビティ数 | スライド数 | コアとキャビティ用スチール | 複雑さ、, |
| 直径50*8 | 1+1ファミリー | 2 | S136 | 非常に複雑 |
| その他の金型情報 | 電卓価格 | 実勢価格 |
| コールドランナー、エッジゲート | $5795 | $11000 |
よくある質問
金型価格の大半は$1,000から$10,000の間に収まる。しかし、自動車部品に使用されるような大規模な金型のコストは、数十万ドルに達することができます。.
材料費は一般的に金型総額の20～35%を占める。しかし、より大きく単純な金型では、材料費が総コストの60～70%を占めることもあります。.
小さな金型メーカーが基本価格を提示した場合、中堅メーカーはその1.5倍から2倍、大手メーカーは2倍から2.5倍を提示することもある。このようなばらつきは、メーカー間の諸経費や利益見込みの違いによるものである。.
必ずしもそうではない。.
小規模な金型メーカーは、各プロジェクトにより多くの注意を払うかもしれないが、その能力は千差万別である。高品質の結果を得るために必要なスキルが不足している場合もあるため、見極めが重要です。.
中堅メーカーは、小規模工場と同様、お客様のプロジェクトに対する集中度が低く、技術的な熟練度を保証できない可能性があります。.
大手の金型メーカーは強力な技術力を持っていますが、プロジェクトの優先順位はそれほど高くないかもしれません。大手メーカーのリスクは最も低いが、彼らとのコラボレーションは柔軟性や適応性に欠けるかもしれない。.
したがって、この質問に対する答えは絶対的なものではなく、徹底的なデューデリジェンスが必要である。.
金型の品質を素早く評価するには、以下の点を考慮する：
ゲートの設計や冷却水路の配置など設計の合理性、後の改良の跡が少ない加工精度、エジェクタープレートを押す手動テストなど、全体的な加工精度を示す。.
カビのコストを下げるには、いくつかのアプローチが有効だ：
- アンダーカットを減らし、リブの高さを低くするなどのインテリジェントな製品設計により、金型設計を簡素化できる。.
- 家族の金型を利用することで、必要な金型の総数を減らすことができる。.
- 適切な金型用鋼材の選択。金型によっては、キャビティが摩耗しやすく、バリが発生しやすいため、コアに低グレードの材料を使用することができます。.
- 最後に、適切な金型製造工場と提携することが重要である。.
重量に基づく金型のコストは通常、1キログラム当たり$8～$50の範囲です。この変動は、金型に使用される鋼鉄の種類、金型の複雑さとサイズに影響されます。.
金型用鋼の価格は1キログラム当たり$2～$20で、金型コストは比較的高いと思われるかもしれないが、必ずしもそうではない。材料費だけで金型価格全体の20%から35%を占め、50%を超えることさえある。.
これは、価格設定が金型の正味重量に基づいているにもかかわらず、実際に使用される材料がそれを上回ることが多いためです。さらに、この価格設定には、金型の付属品（重量で価格設定されない完成品として販売される）は考慮されておらず、銅やグラファイトの電極のような放電加工（EDM）用の材料も含まれていない。これらの要素が金型の価格構造を複雑にしている。.
