金型表面粗さ（テクスチャ／フィニッシュ）とSPI規格
22年にわたり金型を製作してきた経験から、私は表面粗さ（フィニッシュ）が単なる外観の問題ではなく、機能性、コスト、および製造上の実用性に直結することを学びました。不適切なフィニッシュは成形品の脱型不能を招くばかりか、金型製作コストを3倍にも押し上げかねません。以下に、SPI規格の概要と各フィニッシュの適用タイミングについて解説します。
主なポイント
| 項目 | 主な情報 |
| -------- |
|---|
| 金型の概要 |
| 基本概念および応用分野 |
| コスト検討事項 |
| プロジェクトの複雑さにより変動 |
| 最良の実践方法 |
| 業界ガイドラインに従う |
| 一般的な課題 |
| 予備対策を計画する |
| 業界標準 |
| 適用可能な場合、ISO 9001、AS9100 |
SPIフィニッシュ分類
プラスチック工業会（Society of the Plastics Industry：SPI）が制定した標準フィニッシュ体系は、今日でも広く使用されています。
フィニッシュ分類
| カテゴリ | フィニッシュ種別 | Ra範囲 | ポリッシュ方法 |
| ---------- |
|---|
| -------- |
| -------------- |
| A |
| 高光沢 |
| 0–2 Ra |
| #14、#13、#12 ダイヤモンドバフ |
| B |
| 標準ポリッシュ |
| 2–4 Ra |
| #6、#5、#4 ダイヤモンドバフ |
| C |
| 半光沢 |
| 4–8 Ra |
| #400–#600 グリット紙 |
| D |
| サテン |
| 8–16 Ra |
| #320–#400 グリット紙 |
| E |
| マット |
| 16–32 Ra |
| #240–#320 グリット紙 |
| F |
| マット |
| 32–63 Ra |
| #180–#240 グリット紙 |
| G |
| 粗マット |
| 63–125 Ra |
| #120–#180 グリット紙 |
詳細なSPI仕様
| SPIコード | Ra（µin） | Ra（µm） | ポリッシュ工程 |
| ----------- |
|---|
| ----------- |
| ---------------- |
| A-1 |
| 0–1 |
| 0.00–0.025 |
| #14、#13、#12、#11、#10 ダイヤモンド |
| A-2 |
| 1–2 |
| 0.025–0.05 |
| #10、#9、#8 ダイヤモンド |
| A-3 |
| 2–3 |
| 0.05–0.075 |
| #8、#7、#6 ダイヤモンド |
| B-1 |
| 2–4 |
| 0.05–0.10 |
| #6、#5、#4 ダイヤモンド |
| B-2 |
| 4–6 |
| 0.10–0.15 |
| #4、#3 ダイヤモンド |
| B-3 |
| 6–8 |
| 0.15–0.20 |
| #3、#2 ダイヤモンド |
| C-1 |
| 4–8 |
| 0.10–0.20 |
| #600、#500、#400 グリット紙 |
| C-2 |
| 8–12 |
| 0.20–0.30 |
| #400、#320 グリット紙 |
| C-3 |
| 12–16 |
| 0.30–0.40 |
| #320、#280 グリット紙 |
| D-1 |
| 16–24 |
| 0.40–0.60 |
| #240、#220 グリット紙 |
| D-2 |
| 24–32 |
| 0.60–0.80 |
| #220、#180 グリット紙 |
| D-3 |
| 32–40 |
| 0.80–1.00 |
| #180、#150 グリット紙 |
| E-1 |
| 40–63 |
| 1.00–1.60 |
| #150、#120 グリット紙 |
| F-1 |
| 63–100 |
| 1.60–2.50 |
| #120、#100 グリット紙 |
| G-1 |
| 100–125 |
| 2.50–3.20 |
| #100、#80 グリット紙 |
Ra = 算術平均粗さ（Arithmetic average roughness）
用途別フィニッシュ選定
外観重視面（Class A）
| 用途 | 推奨フィニッシュ | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| 自動車外装部品 |
| SPI A-1～A-2 |
| 表示面（Show surface） |
| 消費者向け可視部品 |
| SPI A-2～B-1 |
| 消費者への訴求力が高い |
| 家電製品外装 |
| SPI B-1～B-3 |
| 消費者が視認可能な領域 |
| 医療機器 |
| SPI A-2～B-2 |
| 清掃性が重要 |
機能重視面
| 用途 | 推奨フィニッシュ | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| 非可視内装部品 |
| SPI C-1～C-3 |
| 標準生産向け |
| テクスチャ加工面 |
| SPI D-1～E-1 |
| 流動痕を隠す |
| グリップ面 |
| SPI D-2～E-2 |
| 触感フィードバックを提供 |
| 強力テクスチャ（Heavy texture） |
| SPI F-1～G-1 |
| 最大限のテクスチャ表現 |
工学的機能面
| 用途 | 推奨フィニッシュ | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| スライド面 |
| SPI C-1～C-2 |
| 摩擦低減 |
| 密封面 |
| SPI B-2～C-1 |
| 密封性能が極めて重要 |
| 精密嵌合面 |
| SPI A-2～B-1 |
| 尺寸精度制御 |
コストへの影響
フィニッシュレベル別のポリッシュコスト
| フィニッシュ | 相対コスト | コスト倍率 |
| -------------- |
|---|
| ------------- |
| SPI D～F（標準） |
| ベースライン |
| 1.0× |
| SPI C |
| +30–50% |
| 1.3–1.5× |
| SPI B |
| +50–100% |
| 1.5–2.0× |
| SPI A |
| +100–200% |
| 2.0–3.0× |
| SPI A-1（ミラー） |
| +200–400% |
| 3.0–5.0× |
コスト例
| 部品表面 | フィニッシュ | ポリッシュコスト |
| ------------ |
|---|
| ------------------ |
| 非可視面（100 in²） |
| SPI D-1 |
| $200–$300 |
| 内装可視面（100 in²） |
| SPI B-2 |
| $500–$800 |
| Class A外装面（100 in²） |
| SPI A-1 |
| $1,500–$2,500 |
フィニッシュコストの要因
| 要因 | 影響 |
| ------ |
|---|
| 表面積 |
| 面積増加 → コスト増加 |
| 形状の複雑さ |
| 複雑 → コスト増加 |
| 金型鋼材の種類 |
| 硬質鋼 → ポリッシュ難易度上昇 |
| テクスチャの深さ |
| 深いテクスチャ → 特殊工程が必要 |
| 再現性（複数キャビティ） |
| キャビティ数増加 → コスト増加 |
フィニッシュと分型線
分型線のフィニッシュ戦略
| 位置 | 推奨フィニッシュ | 理由 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| 可視分型線 |
| 隣接面と同一フィニッシュ |
| 外観統一 |
| 非可視分型線 |
| SPI D～E |
| コスト削減 |
| スライダ／リフタ面 |
| SPI C～D |
| 耐摩耗性確保 |
分型線の可視性管理
| 隣接フィニッシュ | 分型線フィニッシュ | 視覚的影響 |
| ------------------ |
|---|
| -------------- |
| SPI A-1 |
| 同一フィニッシュ |
| 明確に可視 |
| SPI A-1 |
| SPI B |
| 明確に可視 |
| SPI A-1 |
| テクスチャ加工 |
| 最小限の可視性 |
| SPI D-1 |
| 同一フィニッシュ |
| 不可視 |
テクスチャ加工フィニッシュ
テクスチャ加工方法
| 方法 | 深さ制御性 | 一貫性 | コスト |
| ------ |
|---|
| --------- |
| -------- |
| EDMテクスチャ |
| 良 |
| 優 |
| $$ |
| 酸エッチング |
| 優 |
| 良 |
| $ |
| レーザーテクスチャ |
| 優 |
| 優 |
| $$$ |
| アブレーシブブラスト |
| 不十分 |
| 普 |
| $ |
| プリント／コーティング |
| 優 |
| 優 |
| $$ |
テクスチャ深さと脱型性
| テクスチャ深さ | 脱型挙動 | リスクレベル |
| ---------------- |
|---|
| ---------------- |
| ＜0.0005” |
| 容易な脱型 |
| 低 |
| 0.0005–0.001” |
| 良好な脱型 |
| 低～中 |
| 0.001–0.002” |
| 許容可能 |
| 中 |
| 0.002–0.003” |
| 強制脱型が必要な場合あり |
| 中～高 |
| ＞0.003” |
| 問題あり |
| 高 |
一般的なテクスチャパターン
| パターン | SPI相当 | 用途 |
| ---------- |
|---|
| ------ |
| 細かいペブル |
| SPI D-1 |
| 消費者向け電子機器 |
| 粗いペブル |
| SPI E-1 |
| 家電製品 |
| ハイライン |
| SPI A-2 |
| 自動車 |
| ウッドグレイン |
| SPI F-1 |
| 消費財 |
| カーボンファイバー |
| テクスチャ依存 |
| 自動車 |
フィニッシュと材料の適合性
材料別検討事項
| 材料 | 推奨フィニッシュ | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| PC（透明） |
| SPI A-1～A-3 |
| 透明性が重要 |
| ABS（不透明） |
| SPI A-1～C-1 |
| 多様なフィニッシュに対応可能 |
| PP（低表面エネルギー） |
| SPI B-1～C-1 |
| テクスチャ加工が必要な場合あり |
| PE（低表面エネルギー） |
| SPI B-1～C-1 |
| テクスチャ加工が必要な場合あり |
| ガラス充填 |
| SPI B-1～C-1 |
| ファイバーの露出が発生する可能性あり |
フィニッシュが外観に与える影響
| フィニッシュ | 光沢レベル | 欠陥の隠蔽性 |
| -------------- |
|---|
| ---------------- |
| SPI A |
| 高 |
| 不十分 |
| SPI B |
| 中～高 |
| 不十分 |
| SPI C |
| 中 |
| 普通 |
| SPI D |
| 中～低 |
| 良 |
| SPI E |
| 低 |
| より良好 |
| SPI F～G |
| 非常に低 |
| 最も優れる |
金型鋼材とフィニッシュ達成能力
鋼材種別によるフィニッシュ性能
| 鋼材種別 | 達成可能な最高フィニッシュ | ポリッシュ難易度 |
| ------------ |
|---|
| ------------------- |
| アルミニウム |
| SPI A-2～A-3 |
| 容易 |
| P20（予硬化） |
| SPI A-1～A-2 |
| 中程度 |
| P20（焼入れ済み） |
| SPI A-1 |
| 中程度 |
| S7 |
| SPI A-1 |
| 中程度 |
| H13 |
| SPI A-1 |
| 中程度～困難 |
| D2 |
| SPI A-1 |
| 困難 |
硬さとポリッシュ品質
| 硬さ | ポリッシュ品質 | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| ＜28 HRC（アルミニウム） |
| 良 |
| ポリッシュ容易 |
| 28–32 HRC（P20） |
| 優 |
| 標準生産向け |
| 48–52 HRC |
| 非常に良好 |
| 高品質なフィニッシュが得られる |
| 54–58 HRC |
| 優 |
| 最高品質のフィニッシュが得られる |
図面へのフィニッシュ指定方法
図面記載フォーマット
FINISH: SPI [文字]-[数字]
EXAMPLE: FINISH: SPI B-2
ALTERNATIVE: 4-6 Ra (SPI B-2)
フィニッシュ仕様ガイド
| 望ましいフィニッシュ | SPIコード | Ra（µin） | Ra（µm） |
| ------------------------ |
|---|
| ------------- |
| ------------- |
| ミラー |
| A-1 |
| 0–1 |
| 0–0.025 |
| 高光沢 |
| A-2～A-3 |
| 1–3 |
| 0.025–0.075 |
| 標準ポリッシュ |
| B-1～B-3 |
| 2–8 |
| 0.05–0.20 |
| サテン |
| C-1～C-3 |
| 4–16 |
| 0.10–0.40 |
| マット |
| D-1～D-3 |
| 16–40 |
| 0.40–1.00 |
| テクスチャ加工 |
| E～F～G |
| 40–125 |
| 1.00–3.20 |
複数フィニッシュの指定例
SURFACE FINISH:
- A-Surfaces (Visible): SPI A-2
- B-Surfaces (Secondary): SPI B-2
- C-Surfaces (Hidden): SPI C-1
- Texture (Where Indicated): Laser Texture, 0.0015" depth
フィニッシュと品質保証
検査方法
| 方法 | 精度 | 用途 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| 目視比較 |
| 主観的 |
| 初期承認 |
| 触感（指で確認） |
| 主観的 |
| 一般評価 |
| プロフィロメータ |
| 定量的 |
| 測定 |
| 光学干渉計測 |
| 高精度 |
| 重要部位 |
許容公差範囲
| フィニッシュレベル | 目標Ra | 公差 |
| --------------------- |
|---|
| -------- |
| SPI A-1 |
| 0.5 Ra |
| ±0.25 Ra |
| SPI A-2 |
| 1. |