インサート成形

インサート成形とは

インサート成形とは、プラスチック金型の内部にあらかじめ金属部品などのインサート品を配置し、溶融した樹脂を射出して一体化させる成形技術です。射出成形の応用技術のひとつであり、異なる素材を組み合わせた複合部品を効率的に製造できます。

通常の射出成形では樹脂のみで部品を形成しますが、インサート成形では金属端子やナット、ボルトなどを樹脂内に取り込める点が大きな特徴です。後工程での組立や接着が不要になるため、高い接合強度と寸法精度を両立できます。

採用されている分野

自動車部品や電子部品、コネクタ、センサー、医療機器（カテーテルなど）、家電製品など、金属と樹脂の一体化が求められる製品に多く用いられています。プラスチック金型を活用した成形技術のなかでも、設計自由度の高さから需要が拡大しています。

インサート成形加工会社の選び方

金型の設計と製造の対応

インサート成形を外部に依頼する際、まず注目したいのが金型の設計から成形品の製造まで一貫して行っているかどうかです。

同じ会社で金型の設計から成形品の製造まで依頼できれば、各工程間の連携は取りやすくなります。例えば、金型の修正が必要になった場合、金型の製造元と成形品の製造元それぞれにやり取りしなくてよく、新しい金型ができてもすぐ成形品の製造に導入できます。

こういうふうにワンストップで対応できるパートナー企業がいれば、コスト面でも時間面でも無駄をできるだけ抑え、最終的にリードタイムの短縮や仕様ミスのリスク低減まで実現できます。

会社の製造実績

金型の設計から成形品の製造をまとめて対応できる会社を見つけましたら、その会社の技術力と実績を確認しましょう。

自分が想定している部品の形状や性能に近い事例を持っている会社は、ノウハウが豊富なので安心です。また、最新のインサート成形機や温度制御装置を備えているかどうかも重要です。設備が充実しているほど、精度の高い製品を効率的に生産できる可能性が高まります。

さらに、扱える材料の幅や特殊な樹脂への対応力もチェックしましょう。インサート成形では、樹脂と金属を組み合わせるだけでなく、複数の素材を組み合わせる場合もあります。自社の対応してもらいたい材料を問題なく成形できるか、事前に確認することが大切です。

見積もり金額や納期など

最後に、見積もり金額や納期、担当者のコミュニケーションのしやすさといった要素も比較してみてください。特に、金型設計に関して途中で変更や修正が必要になるケースもあるため、そこに素早く柔軟に対応できるかがポイントです。こうした総合的な観点から、実績と技術力に加え、金型から成形品までワンストップでサポートしてくれる会社を選ぶと、製品の品質向上やコスト削減につながるでしょう。

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インサート成形が使われている業界と製品例

インサート成形の製品が使用されている業界としては、自動車関連の部品（インシュレーター・コネクタ・センターパネル・レバー・ハンドル）、板金部品、ナット、ネジなどが挙げられます。その他、歯医者で使われる研磨剤（シリコンポイント）や羽根つきファンなどにも用いられています。

自動車

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家電

医療品

インサート成形のメリット

製品の強度向上による設計の自由度拡大

アルミやSUSなどの金属部品をインサートとして成形に組み込むことで、製品の強度が向上します。これにより、製品で軽量化・薄型化といったデザイン要求を満たしながら、耐久性も確保できるため、競争力の高い製品開発が可能になります。

機能部品の長寿命化と信頼性向上

ICタグや金属端子などの精密部品をプラスチック樹脂内に封止することで、部品が外的環境（湿気・腐食・衝撃など）から保護され、製品全体の寿命と信頼性が向上します。品質クレームの削減にもつながります。

部品精度の向上と組立工程の簡略化

インサート部品は金型内に正確な位置で固定されて成形されるため、部品精度が高く、後工程での組立ばらつきが抑えられます。これにより、組立作業の効率化・省力化が実現でき、コスト低減や納期短縮にもつながります。

安定した品質での大量生産が可能

成形機による自動化により、オペレーターごとのバラつきが生じにくく、品質が安定します。特にロット数の多い案件では、品質トラブルのリスクを下げ、納入先からの信頼を得やすくなります。

インサート成形のデメリット

廃棄やリサイクル時の処理が煩雑

異素材（プラスチックと金属など）が一体化しているため、廃棄時やリサイクル時に素材の分別が難しくなります。環境対応やSDGsへの配慮が求められる昨今、処理コストや対応方針の検討が必要です。

初期導入コストや小ロット対応のハードル

インサート成形を外注する場合、専用の治具や自動装置が必要となることがあり、初期費用が高くなる傾向があります。また、小ロット生産では自動化が難しく、手作業対応になるケースもあるため、結果的に工賃が割高になる可能性があります。コストメリットが得られるかどうか、数量や製品特性をもとに事前検討が必要です。

インサート成形に適した素材

ほとんどの熱可塑性樹脂は、インサート成形に対応できますが、製品の用途や耐久性のニーズによって選択されます。いずれの素材を選ぶ場合でも、金属との熱膨張率の差や接着性の問題を踏まえ、適切な射出条件や金型設計を行うことが重要です。

ポリアセタール（POM）

• 主な特徴
  自己潤滑性が高く摩耗に強い。吸水率が低いため寸法安定性に優れ、クリープや疲労にも強い。
• インサート成形で適する製品例
  精密ギアやラチェット機構に金属シャフトをインサートした可動部品、自動車用ドアロック／燃料系継手など。

ナイロン（ポリアミド、PA）

• 主な特徴
  高い機械強度・耐熱性・耐薬品性を持ち、電気絶縁性も良好。ただし吸水による寸法変化に注意が必要。
• インサート成形で適する製品例
  自動車サーモスタットハウジングやクーラントコネクタ、端子インサートの電気コネクタ／スイッチ類、ガラス繊維強化品のギア・プーリー。

ABS樹脂

• 主な特徴
  衝撃に強く電気絶縁性に優れる。コストが比較的安く、着色や表面加工が容易。
• インサート成形で適する製品例
  家電や産業機器の電子筐体（基板やネジのインサート）、各種電気コネクタ・ソケット。

ポリエーテルイミド（PEI）

• 主な特徴
  ガラス転移温度が約217°Cと高く、連続使用温度も高い。剛性・難燃性に優れ、電気絶縁性・加水分解耐性も高い。
• インサート成形で適する製品例
  再使用医療機器のハンドル（ステンレス刃物をインサート）、航空機内装部品、車載センサー部品、高電圧コネクタやコイルボビン。

ポリフェニレンスルファイド（PPS）

• 主な特徴
  連続使用温度が約220°Cと高く、耐薬品性・自己消火性に優れる。吸水率が低く寸法安定性が良い。
• インサート成形で適する製品例
  高温環境下の自動車・産業用コネクタ（端子インサート）、ポンプ・バルブのケーシングにメタルシールを組み込んだ部品。

インサート成形とアウトサート成形の違い

インサート成形とよく混同される技術に「アウトサート成形」があります。どちらも「金属と樹脂を一体化させる」という点は共通していますが、その目的と仕上がりの構造に大きな違いがあります。

インサート成形：樹脂の中に「包み込む」

インサート成形は、金属部品（インサート品）を金型内に配置し、樹脂で包み込むように成形します。

金属パーツが樹脂内部に埋め込まれるため、「抜け強度の向上」「気密性の確保」「絶縁」などが主な目的です。

• 主な用途：電子部品の端子、ネジの埋め込み、カテーテル、自動車のセンサー部品など

アウトサート成形：金属の表面に「配置する」

アウトサート成形は、主に広範囲の金属プレート（シャーシなど）の一部に、樹脂部品を接合・成形する技術です。金属がベースとなり、その表面（アウトサイド）に樹脂パーツが乗るような形状になります。

ビスやネジを使った後工程での組み立て作業を削減し、「組立の合理化・コストダウン」を図ることが主な目的です。

• 主な用途：オーディオ機器の内部シャーシ、精密機器のメカニズムベースなど

インサート成形で注意すべきトラブルと対策

インサート成形は異素材を組み合わせるため、通常のプラスチック成形とは異なる技術的な課題が発生することがあります。設計や依頼の段階で以下のリスクを知っておくと、トラブルを未然に防ぐことができます。

樹脂漏れ・バリの発生

金型とインサート品（金属）の隙間から樹脂が漏れ出し、バリが発生することがあります。金属部品には必ず寸法公差（サイズのバラつき）があるため、金型と完全に密着させることが難しいためです。

対策

金型設計時に、インサート品を金型で食い込ませてシールする「クラッシュリブ（予圧）」を設けるか、インサート品の寸法精度を厳しく管理する必要があります。

インサート品の変形・位置ズレ

樹脂が高圧で金型内に注入される際、その圧力（射出圧）に負けてインサート品が曲がったり、所定の位置からズレたりすることがあります。

対策

樹脂がインサート品に均等に当たるよう「ゲート位置（樹脂の入り口）」を工夫する、または金型内でインサート品を支えるピンを追加する等の対策が必要です。

成形後の割れ（クラック）

金属とプラスチックでは「熱膨張係数（熱でどれくらい膨らみ、冷えて縮むか）」が大きく異なります。成形直後の高温状態から冷える過程で、収縮率の差によって樹脂部分に無理な力がかかり、割れてしまうことがあります。

対策

インサート品をあらかじめ温めておく「予熱（プリヒート）」を行って温度差を減らすことや、柔軟性（靱性）のある樹脂グレードを選定することでリスクを低減できます。

インサート成形と2色成形（ダブルモールド）の違い

「2つの材料を組み合わせる」という点では、2色成形（2材成形・ダブルモールド）も似ていますが、プロセスとコスト構造が異なります。

組み合わせる素材の違い

• インサート成形：
  主に「金属＋樹脂」の組み合わせ。
  その他、ガラス、セラミック、布、ICチップなども、耐熱性・耐圧性や保護設計などの条件が合えば埋め込み（インサート）対象になり得ます。
• 2色成形：
  主に「樹脂A＋樹脂B」の組み合わせ。
  硬質プラスチックと軟質ゴム（エラストマー）を組み合わせたり、色の違うプラスチックを組み合わせたりする場合に用いられます。

コストと工程の違い

インサート成形

標準的な射出成形機で対応可能ですが、インサート品を金型にセットする手間（ロボットまたは手作業）が発生するため、サイクルタイム（1個作る時間）は長くなる傾向があります。

2色成形

2つのシリンダーを持つ特殊な成形機と、回転機構などを持つ特殊な金型が必要です。初期投資（金型代・設備費）は高額になりますが、インサート品をセットする工程が不要なため、量産ではサイクル短縮につながるケースが多いです。

選び方のポイント

「金属並みの強度や導電性が欲しい」場合はインサート成形、「グリップ感（ゴム）やデザイン性（色分け）を出したい」場合は2色成形を選ぶのが一般的です。