熱プレス（ホットプレス）とは？ 加工技術から成形事例まで徹底詳しく解説

油、蒸気、ヒーターなどによって加熱される一対または複数枚の平らな板が素材や金型に熱を供給します。

高精度の熱板は、材料への均一な温度分布と圧力伝達に直結し、製品品質に影響します。

油圧システムやエア圧システムによって材料に圧力が加えられ、加工する材料や目的に応じて最適な圧力が選択されます。

一般的には一方向から加圧する単軸型が主流ですが、材料によっては複数の方向から圧力を加える多軸型も存在します。

電気加熱パイプ、オイル加熱、金型温度コントローラー加熱、抵抗加熱（黒鉛ヒーターなど）といった多様な加熱方式があります。

対応温度は数百度から、セラミックス処理に必要な2,500℃以上の高温までと幅広く、材料の特性に合わせた精密な温度管理が可能です。

温度、圧力、真空レベル、加熱/冷却サイクルなど、炉操作の様々なパラメータを監視・調整するシステムで、プロセスの自動化と正確な制御を実現します。

特に、PID制御による安定した温度制御や、シリンダー作動速度・加圧速度の制御は、製品の寸法精度や品質安定化のために極めて重要です。

成形したい形状の金型（上下型）に材料をセットします。フィルムや不織布の場合は積層して配置することもあります。

材料を軟化または焼結させるため、金型を設定温度まで加熱します。

所定の圧力をかけて形状を付与し、繊維や粉末を緻密化します。

一定時間、温度と圧力を維持して分子配向や焼結を安定させます。

圧力を維持したまま冷却することで、変形を抑えて形状を固定します。

金型から製品を取り出し、仕上げ加工（トリミング・表面処理）を実施します。

900℃〜1,200℃（材料により異なる）
または1150〜1250℃の再結晶温度以上

室温〜200℃程度

分子配向や結晶化度の変化、粉末の緻密化、層間接合強化など物性調整が可能

主に形状付与で、内部構造の変化は少ない

高い
（金属組織の強化、粒子結合促進）

熱による強化なし

複雑な形状も可能

複雑な形状には限界がある

温度管理と金型設計で高精度化可能

非常に高精度
（スプリングバック対策が必要な場合あり）

多い
（加熱・冷却に必要）

少ない

加熱・冷却機構付きプレス装置

油圧プレス・機械プレスなど比較的シンプル

加熱・冷却が必要なため比較的長い
（条件により短縮可）

常温加工のため短いサイクルが可能

均一な成形、高密度化

熱による劣化なし、材料特性維持

樹脂積層板、SMC成形、不織布立体成形、CFRP硬化、粉末冶金、セラミックス焼結

金属板の曲げ・絞り、積層合板の圧締、紙・木工品のプレスなど

高温下で材料を加工することで、金属組織の強化や粉末粒子間の強固な結合が促進され、製品の強度や耐久性が向上します。

材料が高温で軟化するため、変形しやすくなり、複雑な三次元形状など、高度な成形が可能になります。

温度と圧力を適切に制御することで、材料が均一に変形し、ムラの少ない一貫した製品を作りやすくなります。その結果、製品全体の品質を安定させることができます。

特に焼結プロセスでは、加圧により材料の緻密化が促進され、気孔率の低い高密度な製品を製造できます。

加熱には大量のエネルギーが必要であり、専用の設備や金型も高価であるため、導入および運用コストが割高になる傾向があります。

金属のホットスタンピングなどは加熱と冷却に時間がかかるため、大量生産には不向きな場合があります。一方、SMCシート成形のように短い成形サイクルで中〜大量生産に適した例もあります。

金属ではオーステナイト化と急冷でサイクルが長くなりますが、SMCシートや一部の熱可塑性複合材は金型条件の最適化により短時間で成形できます。

つまり、生産性は材料、形状、プロセス設計に大きく左右されます。

温度、圧力、加熱・冷却速度、収縮率など、複雑なバランスを管理するためには、高度な技術的スキルと経験を持つオペレーターが必要です。

熱を加えながら高圧をかけ続ける場合、圧力のオーバーシュートやハンチングが発生しやすく、安定した精度を出すための精密な制御が課題となります。

PP、PET、ABS、PC、PEなど

熱で軟化し冷却で固化することで繰り返し成形でき、軽量かつコスト効率に優れる。

ポリエステル系不織布、PP不織布など

熱で繊維同士が融着し、接着剤を使わずに立体的な成形が可能。

PETフィルム、PVC、PC、PP多層フィルムなど

熱と圧力で薄膜を形状固定でき、多層構造の積層や加飾にも適応。

アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素

高温焼結によって高硬度・耐熱性・絶縁性を持ち、過酷な環境下でも性能を維持。

鉄系、銅系、ニッケル系、チタン粉末など

高温高圧で緻密化し、高強度部品を製造可能。

TiAl、NiAlなど

高温強度や耐酸化性に優れ、軽量でありながら厳しい温度環境に対応。

炭素繊維＋炭素マトリックスなど

超耐熱・軽量・高剛性を兼ね備え、熱衝撃に強い特性を持つ複合材料。

CFRP、GFRP（樹脂＋繊維）

熱で樹脂を硬化・積層させることで、高比強度と高比剛性を発揮する。

熱硬化性エラストマー、シリコーンゴムなど

熱で加硫・硬化することで柔軟性と耐熱性を両立し、多様な用途に対応。

自動車の軽量化と強度確保のため、高強度鋼板（ハイテン材）の成形には熱プレスが不可欠です。加熱で材料を軟化させ、スプリングバックを抑えることで、冷間プレスでは難しい高精度成形を実現します。

対象部品はドアトリム、ダッシュボード、アンダーカバー、エンジンやトランスミッション部品、シャーシフレームなどで、耐久性と衝撃吸収性を確保するため厚みのあるシート材が用いられます。

プリント配線板の銅張り積層板や多層基板の圧着・成形に欠かせない技術であり、半導体基材の加工にも活用されています。

その他、積層部品の厚み精度向上やセラミック基板の焼結、半導体ウェハーの接合、マイクロエレクトロニクス部品のカプセル化などに用いられ、高純度で信頼性の高い電子部品の製造を実現しています。

防火性や断熱性を持つ壁パネル、高強度を必要とする床材など、厚みのあるシート材が熱プレス成形によって製造されます。機能性と耐久性を兼ね備えた建材が提供されています。

手術台のパネル（高強度・衛生性）、MRIスキャナのカバー（複雑形状）など、高い強度と耐久性、そして精密な形状が求められる部品の成形に熱プレスが利用されます。

機械カバー（耐衝撃性）、配電盤のパネル（耐久性・絶縁性）、3Dプリンターの筐体、電子機器のハウジングなど、保護や機能性を持つ様々な工業用部品に厚みのあるシート材が熱プレス成形によって加工されます。

裁断した生地にホットメルト接着シートを用いてウレタンフォームと貼り合わせる加工や、温熱マットのコードヒーターの固定、フェルトや不織布への配線貼り付けなどがあります。

SMCシートやプリプレグシートといった複合材の成形にも用いられ、リブやボス、インサート部品を同時に成形することも可能です。

往復スピードが速く、くり返し動作に適しています。

油圧式がプレス機のスタンダードとされており、大きなプレス力を安定して得ることができます。

ストローク、スピード、荷重を数値で細かく制御できるため、高精度な加工に適しています。

作業効率がよく、汎用的に使用されます。

フレームの四隅に柱があるため剛性が高く、プレス時の精度面で有利です。大型の加工に適しています。

熱プレスの金型は、高温でプラスチックやゴムなどの素材を加熱・軟化させ、圧力を加えて成形するため、金型自体も高温環境に耐えられる材料である必要があります。

熱伝導率が高く、均一な加熱が可能な構造が求められます。

製品の複雑な形状や細かいディテールを高精度で再現するために、金型の表面仕上げや精度が重要です。

金型の精度が最終製品の表面品質や寸法精度に直接影響します。

高温・高圧下での連続使用に耐えるため、金型材料には耐熱性や耐摩耗性が要求されます。

通常、金型鋼や特殊な合金が使用され、長期間の使用に耐えるよう設計されます。

材料が持つ弾性によって、成形後に元の形状に戻ろうとする現象です。

特に曲げ加工で顕著に現れ、寸法精度の低下や不良品の原因となります。

底部に圧縮応力がかかることで「シワ」が、側面や曲げ部に引張応力が集中することで「割れ」や「クラック」が生じやすくなります。

材料の選定や金型のR形状、しわ押さえの圧力管理が不適切だと発生します。

金型と材料の隙間「クリアランス」が不適切だと、製品の端部に不要な突起「バリ」が発生します。

品質だけでなく、作業者の安全にも影響することがあります。

金型の位置精度や材料の送り装置の精度が低いと、穴の位置が設計値からずれてしまいます。

組立時の不具合や機能不全に繋がります。

溶融樹脂と金型の温度設定が不適切だったり、冷却速度の差が大きかったりすると、成形品の一部がへこむ「ヒケ」や、全体が歪む「ソリ」が発生することがあります。

樹脂の流動性が不足すると金型全体に材料が行き渡らない「ショートショット」が、逆に圧力が強すぎたり金型に隙間があったりすると材料が金型外にはみ出す「フラッシュ」が発生することがあります。

金型の検査や清掃、摩耗部品の交換などを定期的に実施することで、金型起因の不良（バリ、穴ズレなど）を防ぎます。

ヒューマンエラーによる不良を防ぐため、作業ミスを物理的に回避する仕組み（ポカヨケ）を導入します。

不純物や異物混入がないか、材料の品質を事前に確認します。材料に含まれる水分も不良の原因となるため、適切な管理が必要です。

圧力、速度、温度などの加工条件を材料や製品に合わせて最適化します。

スプリングバック対策としてオーバーベントやストライキングを設けたり、シワ対策としてしわ押さえ装置（ブランクホルダー）を利用したり、バリ対策としてクリアランスを適正化したりするなど、金型のR形状や構造を工夫することも重要です。