金型
金型を構成する標準的な材質は工具鋼であり、最近ではセラミックスなどが使用される場合も増えている。
主な金属材質は鉄 - 炭素 - クロムをベースとした合金に隠し味としてモリブデン - タングステン等を加えて構成されているダイス鋼、高速度工具鋼などの高度に合金化された鉄鋼材料が主流である。冷間鍛造のパンチなどには超硬合金も一部ある。工具鋼の殆どは熱処理加工を施すため、加工製品のモデルチェンジなどの際の改造が可能で低コストであるが超硬は切削加工不能な超硬合金よりもコストが高くなり一部しか使用しない。また初期コストも形状の複雑さが増すにしたがってそのコスト差は開いてゆく。そのためプリハードン鋼と呼ばれる焼入れ不要で、ある程度硬度を持ちながら切削加工が可能な材料を使用する事があるが、鋼の特質を上手に利用しているやり方とは言えず、結果的にコスト高を招いている例がある。
半密閉型。卵パック、プラスチック容器など、温めたシート状の材料を型にセットし、型に空けた無数の穴から中の空気を抜き、大気圧で型に押し付け製品を作るための金型。
鋳造型の金型は密閉型、または開放型に分類できる。また、溶融させた金属(溶湯、ようとう)を直接金型に注ぎ込んで鋳造を行う金型鋳造型と、溶湯を注ぎ込むための鋳型を成型するための鋳型造型型に大別される。前者では、ダイカスト (die casting) 型、後者では生砂型がその代表例である。自動車用エンジンのシリンダーブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケースなど、成形自由度が高く、適用範囲は膨大である。
ダイカスト型は、金型鋳造型という性質上、溶融金属と接する面の温度変化が激しい。これはヒートチェックと呼ばれる金型損傷の原因となる。これを抑制するために表面硬度をHRc45程度にまで高めた熱間工具鋼が金型材料として用いられる。一方、鋳型造型型ではこのような懸念が無いため、経済性の観点から金型材料として合金鋳鉄(鋳物なので金型最終形状に近い材料が製作できる、また、工具鋼に比べて切削が容易、などの理由)を使用するが、ロストワックスのように金型温度制御が必要な金型では、ジュラルミンなどのアルミ合金も用いられる。
湯口と呼ばれる開口部から溶融させた鉄やアルミニウムを流し込み成型を行う。ほとんどの場合、凝固に伴う精度誤差や鋳肌の荒れなどで鋳造後に工作機械で後加工を行う。鋳造用の砂型はmoldであり、砂型造型用の金属製模型patternのことを金型と呼ぶ。
金型は、製造業での製品の外観の優劣や品質・性能あるいは生産性を左右する重要な要素であるため、その製作に当たっては時間と費用が掛けられ、完成した金型は容易に交換出来ない重要な資産として扱われる。自社で製作する場合と、専門の会社に製作を依頼することもある。金型には設計情報を転写する機能があり、精密部品などの金型については、マイクロメートル単位の正確さが求められる。ドイツなどでは「金型は生産工学の王」であるとも表現される。
密閉型。自動車のタイヤなど、型に材料を入れた後、型で押し込んで製品を作るための金型。