真空成形(真空成型)とは？特徴・加工法・使用例を解説

プラスチック加工の中でも、比較的低コストで大きな製品を成形できる「真空成形（真空成型）」は、
さまざまな産業分野で用いられています。
自動車の内装部品、家電の外装カバー、食品容器、医療トレイなど、
私たちの身の回りの製品の多くがこの方法で作られています。

この記事では、真空成形の基本原理から特徴、加工方法の種類、使用例、
他の成形法との違いまでをわかりやすく解説します。
製品設計や加工方法の検討に役立つ実践的な知識をまとめました。

  

1、真空成形(真空成型)とは？

 

真空成形とは、加熱して軟化させたプラスチックシートを金型に密着させ、
真空の吸引力によって成形する加工方法です。英語では「Vacuum Forming」と呼ばれます。

この方法は、射出成形やブロー成形と比べて金型の構造が簡単で、初期費用を抑えられる点が特徴です。
そのため、少量生産や試作品、特注製品の製造に多く採用されています。

また、加工可能なサイズの自由度が高く、大型部品や薄肉形状の製品にも適しています。

2、真空成形の基本原理

 

真空成形は、シート状のプラスチックを加熱して柔らかくし、型に密着させて成形します。
主な手順は次の通りです。

1. シートの固定：成形機にプラスチックシートをセットします。

2. 加熱：シートを赤外線ヒーターなどで加熱し、柔らかくします。

3. 真空吸引：加熱したシートを金型に押し当て、型とシートの間の空気を真空ポンプで吸い出します。

4. 冷却・離型：シートが金型の形に沿って固まり、冷却後に取り外します。

この「真空で吸引する力」によって、シートが金型表面に密着し、形状が転写される仕組みです。
成形後はトリミング工程で余分な部分を切り取り、最終製品の形状に仕上げます。

3、真空成形で使用される主な材料

 

真空成形に使用されるプラスチック材料は、熱可塑性樹脂が中心です。代表的なものを以下に挙げます。

• ABS樹脂：耐衝撃性と成形性のバランスが良く、家電や車内部品に多用。

• アクリル樹脂（PMMA）：透明性が高く、ディスプレイやカバーなどに使用。

• ポリスチレン（PS）：コストが低く、食品トレイや包装材に適している。

• PET・PETG：強度と透明性があり、医療用トレイや飲料容器などに利用。

• PVC（塩化ビニル）：加工しやすく、価格が安価。工業用途にも用いられる。

• ポリカーボネート（PC）：耐熱性・耐衝撃性に優れ、機械部品や防護カバーに使われる。

これらの材料は「加熱により柔らかくなる」という性質を持つため、真空成形に適しています。

 

 

4、真空成形の工程の流れ

 

真空成形は比較的シンプルな工程で構成されますが、品質に大きく影響するポイントが多く存在します。
一般的な流れは次の通りです。

1. シート供給・セット：原材料シートを成形機にセット。

2. 加熱：設定温度まで加熱し、樹脂を軟化させる。

3. 真空吸引：金型に密着させるために空気を除去。

4. 冷却：形状を保持するために冷却を行う。

5. 取り外し：金型から製品を外す。

6. トリミング：余分な部分を切り取り、最終形状に仕上げる。

各工程の温度・真空度・時間管理が仕上がり品質に直結します。
特に「冷却工程」は形状の歪みや寸法精度を左右するため、慎重な制御が求められます。

 

 

5、真空成形の主な特徴

 

真空成形には、成形対象や形状に応じていくつかの方式があります。代表的な3つを紹介します。

① シンプルな真空成形

最も一般的な方式で、加熱したシートを真空で金型に吸着させて成形します。低コスト・大量生産に向いています。

② 圧空成形（圧空・真空併用）

真空吸引に加えて、上部から圧縮空気を吹き付けて成形する方法です。より精密な転写性と均一な肉厚を実現します。

③ ツインシート成形

2枚のシートを加熱して互いに圧着させる方式。中空構造を作れるため、
自動車部品やケース類など、強度が必要な用途に適しています。

 

6、真空成形のメリット

 

真空成形は、他のプラスチック成形法にはない利点を多く持ちます。

• 金型コストが低い：アルミ型や木型でも対応可能。初期投資が少ない。

• 大型部品の成形が可能：サイズ制限が少なく、車両内装や看板にも対応。

• 成形スピードが速い：加熱・冷却サイクルが短く、生産性が高い。

• デザインの自由度が高い：曲面や立体的な形状も容易に成形可能。

• 試作や少量生産に適している：製品改良を繰り返す開発段階に最適。

このように、「低コスト・高自由度」という点で多くの業界に支持されています。

 

7、真空成形のデメリット・注意点

 

一方で、真空成形にはいくつかの制約や注意点も存在します。

• 肉厚のムラ：引き伸ばしによって、部位によって厚さが変わりやすい。

• 高精度が求められる部品には不向き：寸法精度は射出成形に劣る。

• 金型形状の制限：アンダーカット（逆勾配）がある形状は成形困難。

• 後加工が必要：トリミングや穴あけなどの追加工程が発生。

• 材料選定が重要：熱変形温度や流動性を考慮しないと不具合が起きやすい。

これらの課題を理解し、設計段階で補正や試作を行うことが重要です。

8、真空成形の代表的な使用例

 

真空成形は、以下のような幅広い分野で活用されています。

• 自動車分野：ドアパネル、インパネ、トランク内装、ホイールカバーなど。

• 家電分野：冷蔵庫内壁、掃除機カバー、エアコンパネルなど。

• 包装・食品容器：弁当トレイ、カップ、ブリスターパック。

• 医療・衛生用品：医療機器トレイ、滅菌パッケージ、試薬容器。

• 産業資材：機械カバー、保護ケース、搬送用トレイ。

• ディスプレイ・看板：立体サイン、展示台、広告パネル。

これらの分野では、「軽量」「安価」「短納期」が求められるため、真空成形の特性が非常にマッチします。

9、他のプラスチック成形法との比較

 

真空成形は、射出成形やブロー成形などとよく比較されます。
以下のような違いがあります。

• 射出成形との比較：射出成形は高精度・大量生産に向く一方、金型費用が高く、小ロットには不向き。

• ブロー成形との比較：ブロー成形は中空製品の大量生産に向くが、金型が複雑。

• 圧縮成形との比較：熱硬化性樹脂向けであり、用途が異なる。真空成形は主に熱可塑性樹脂に対応。

このように、製品の形状・数量・コスト条件に応じて、最適な成形法を選定することが重要です。

 

 

10、まとめ

 

木成ゴム株式会社では、樹脂やゴムを用いた各種成形加工・切削加工に幅広く対応しています。
真空成形をはじめ、射出成形・押出成形・切削加工・接着加工など、多様な工法から最適な方法を提案可能です。

真空成形を含むプラスチック加工や製品試作のご相談があれば、ぜひお気軽にお問い合わせください。
経験豊富なスタッフが、お客様のニーズに最適な素材・加工方法をご提案いたします。