ラピッドプロトタイピングシステムを使って射出成形用金型インサートを製作することについて、経験豊かな金型エンジニアたちは疑いの目を向けてきたが、その背景には、もっともな懸念がある。それは、金型インサートの品質や寿命が、精密切削加工または放電加工されたものには決して及ばないだろうというものである。米CPM Fastools社では、ラピッドプロトタイピングと特許取得済みの低温技術を組み合わせた新開発の製造工程により、こうした懸念を一掃しようとしている。

　CPM社では、独EOS社製プロトタイピングシステムEOS M250を使って金型インサートを製造している。これは、金属粉末のレーザー焼結によって積層造形を行うシステムである。CPM社では、コアおよびキャビティインサートを、通常、真鍮ニッケル合金から製造している。CPM Fastools社の共同オーナーの1人、Steve Moore氏は、「ほとんどの顧客は、この方法を使うように指定してくる」と言う。EOS M250システムは、工具鋼やステンレス鋼による製造にも対応している。

　この装置から出てくる部品は、通常の金型部品の場合と同様、光沢仕上げやその他の表面処理を必要とする場合もあるが、基本的には、必要な最終形状に仕上がっている。また、この装置で製造される部品は、非常に密度が高い。Moore氏によると、工具鋼の場合の空隙率は0.5％以下で、真鍮と鉄とニッケルの合金材料では5％程度だという。「こうした部品にショットピーニング（無数のショット材と呼ばれる粒径40μm～1.3mm程度の硬質の小球を噴射・衝突させる金属表面改質法の一種）を行うと、深さ約2mm（0.080インチ）までは空隙のない状態にできる。したがって、空隙率が問題になるのは、部品を冷却する場合だけになる」（Moore氏）。

　CPM社では、EOS社製レーザー焼結システムを使って、放電加工で製作可能なものと同程度の大きさ、形状、精度の部品を頻繁に製造している。

　Moore氏と共同オーナーのMark McGrath氏は、導入当初、このEOS社の装置が使用する高出力レーザーの熱による影響について心配していた。

　そこで考えたのが、低温技術の応用だった。McGrath、Mooreの両氏は、　－153℃（－244°F）以下で行われる極低温処理は、内部応力を除去するだけでなく、金属の微細構造に変化をもたらし、耐摩耗性を高めると考えている。

　そして実際に、この処理には効果がある。レーザー焼結部品の中には、実際の射出成形機上で使用され、すでに強化素材入りのエンジニアリングプラスチック部品を数十万個以上製造しているものもある。McGrath氏によると、非常に摩耗性の高い強化素材入りプラスチック部品の射出成形も行っており、鉱物材料を50％充填したPPT樹脂による博物館の展示品もあるという。

　また同社では、ラピッドプロトタイピングで製造した金型の耐摩耗性をさらに高め、本格的な製造用金型と同じレベルに近づけるためのオプションとして、イオンビーム蒸着プロセスによって強固な窒化クロムのコーティング層を形成する方法も使用している。Moore氏によると、同社では、極低温処理とこのコーティーングによって、表面のロックウェル硬さが50HRCに達する金型インサートを製作しているという。

　CPM Fastools社では、完成した処理済みのインサートを米MUD社や米D-M-E社のモールドベースに搭載して、金型全体の製作期間を短縮している。これにより同社では、平均で受注後15～20日というリードタイムを実現している。