ウレタンキャスティング試作とは？
現代の製品開発におけるウレタン注型の理解
Newayのエンジニアとして、私はコンシューマーエレクトロニクス、自動車、産業システム、医療機器など、さまざまな業界のチームと協力して製品開発を進めています。これらの多くのチームは、外観や挙動が量産部品に近い「高速・機能試作」を必要としていますが、射出成形の本格金型に伴う時間とコストは見合わないことが少なくありません。そこで、ウレタン注型によるプロトタイピングが最適解になるケースが多いのです。
ウレタン注型（ポリウレタン真空注型とも呼ばれます）は、シリコーン型とポリウレタン樹脂を用いて、極めてリアルな試作品を作る低ボリューム製造方法です。このプロセスは、ABS、PC、PP、またはゴム状エラストマーなどのプラスチックを模擬した部品が必要な場合に特に有効で、高価な鋼製金型を用意する必要がありません。
この手法は、初期設計モデルと本格量産の間をつなぐ「ブリッジ」として機能します。外観品質が高く、寸法精度の良い試作品を提供し、量産金型に投資する前に、形状、組立性、ユーザー体験、機能挙動を十分に検証できるようにします。
マスターパターン製作：すべてのウレタン試作の基盤
ウレタン注型プロジェクトは、必ずマスターパターン（原型）から始まります。これは顧客のCADデータから直接作られる高品質な物理モデルで、すべての注型部品の精度、表面仕上げ、再現性を決定づけるため、マスターの品質は極めて重要です。
Newayでは、設計の複雑さや精度要件に応じて、複数の方法でマスターパターンを製作します。複雑形状や有機的形状の場合、3Dプリントでマスターを作ることが多く、設計者の意図した形状を制限せずに精密ディテールを再現できます。
相手部の鏡面品質や厳しい公差が必要な場合は、CNC加工でマスターを製作します。機械加工マスターは非常に高精度で、シリコーン型がシャープなエッジ、ねじ、滑らかな意匠面を確実に転写する必要がある場合に最適です。
また、3Dプリントで基本形状を作り、機能面を加工で仕上げるなど、積層と切削を組み合わせるケースもあります。これにより、スピードと精度の最適バランスを実現します。
シリコーン型の製作：柔軟・高速・高精度
マスターが完成すると、その周囲にシリコーン型を製作します。シリコーンゴムは柔軟で耐久性があり、低ボリューム生産に適しています。さらに、テクスチャ、微小R、わずかなドラフト角といった非常に細かなディテールまで高精度に転写できます。
シリコーン型は、ラピッドプロトタイピングで検討された複雑形状を、引き続きブラッシュアップしているチームにとって特に有効です。柔軟性があるため、アンダーカット、中空構造、深い流路などを、鋼製スライドや多分割ツーリングなしで離型できます。
このシリコーン型は、ポリウレタン部品を注型するための再利用可能なツールとなります。多くの場合、型は形状により15～30ショット程度に対応でき、ユーザーテスト、エンジニアリングビルド、投資家向けサンプル、量産前検証に最適です。
ポリウレタン材料：最終量産プラスチックの挙動を再現
ウレタン注型が非常に有用な理由の一つは、材料の選択肢が広いことです。ポリウレタン樹脂は、硬度、質感、機械強度、色のバリエーションが豊富で、剛性筐体からソフトなエラストマーまで幅広く模擬できます。
エンジニアは、注型ポリウレタンと量産工法で用いる材料特性を比較検討することがよくあります。例えば、ダイカスト部品を開発するチームは、設計初期段階でアルミ合金や亜鉛合金の挙動に近い条件を考慮することがあります。最終的に金属性能が必要なプロジェクトでは、銅・黄銅合金などの合金へ移行するケースもあります。
ポリウレタンの選択肢は次をサポートします： • 剛性プラスチックの模擬 • 柔軟なゴム状部品 • デュアルデュロメータ（硬度違い）構造 • 透明または着色材料 • 耐衝撃性筐体
この汎用性により、ウレタン注型はエルゴノミクス評価、機能評価、意匠承認に非常に適しています。
マルチマテリアル／オーバーモールド風プロトタイピング
ウレタン注型は、マルチマテリアル試作にも対応できます。これは開発初期の射出成形では高コストかつ時間がかかる領域です。ある材料を別の材料の内側／外側に注型することで、オーバーモールド、インサート成形、硬度違い（デュアルデュロメータ）設計を再現できます。
チームは次をテストできます： • 剛性シェル上のグリップテクスチャ • 硬いフレーム上のソフトパッド • ガスケット界面 • 多層構造コンセプト
最終的に射出成形やダイカスト金型へ移行する際には、エンジニアリングチームが金型材料のガイドラインに沿ってツーリング戦略をレビューし、試作品の挙動が長期的な量産成立性と整合するように確認します。
低い初期コストと高速イテレーション
おそらくウレタン注型の最大の利点は、ツーリングコストが低いことです。シリコーン型は、アルミや鋼の射出成形金型よりも大幅に安く、製作も速いため、重いツーリング費用を積み上げることなく設計を何度も改版できます。
ウレタン型は低コストで置き換え可能なため、形状を自由に改善できます。これは、フォームファクター、エルゴノミクス、内部構造をまだ探索しているプロジェクトにとって不可欠な利点です。
金属部品を評価するお客様には、ウレタン注型と並行して、砂型鋳造による初期評価を組み合わせることもよくあります。これは、将来アルミまたは亜鉛のダイカストが必要になる製品に特に有効です。
ウレタン注型の短いサイクルは、設計変更、ユーザーテストのフィードバック、投資家からのコメントに迅速に対応する力になります。
量産品のような外観を実現する高品質仕上げ
ウレタン部品は、射出成形品やダイカスト品とほぼ同等に見えるレベルまで仕上げることができます。表面修正、テクスチャ付与、下地処理、塗装により、最終的な意匠要件に合わせた試作品を製作可能です。
寸法精度が重要な場合は、ダイカスト品の追加加工に近い加工手法を用いて、ボア、合わせ面、ねじ、取り付けインターフェースなどの公差クリティカルな特徴を仕上げます。
光沢、色、テクスチャの一貫性が必要な面には、ダイカスト後処理（ポストプロセス）に類似した仕上げ戦略を取り入れます。多くのお客様が、展示会、撮影、投資家向けプレゼン、初期顧客デモのために、これらの量産品質プロトタイプを活用しています。
多くの業界に最適
ウレタン注型は、次のような「高速かつリアルな試作」が必要な業界で活躍します： • コンシューマーエレクトロニクス • 自動車内装 • 産業用計測・計装 • 医療機器 • ロボット／ウェアラブル製品
自動車部品に近いコンポーネントを準備するチームは、射出成形金型を作る前に、ウレタン試作で組立挙動と表面品質を検証します。コンシューマーエレクトロニクス筐体のようなハウジングを設計するチームは、リアルなテクスチャとエルゴノミクス評価のためにウレタン注型へ強く依存しています。
開発全体を通じて、多くのクライアントが設計・エンジニアリングサービスチームと連携し、試作品が長期的な製造戦略、コスト目標、材料性能要件と整合するように進めています。
FAQs
