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  • 様々な材料を調達することが可能です
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フッ素樹脂(テフロン)とは

フッ素樹脂(テフロン)とは

フッ素樹脂とは、あらゆる元素と結合しやすいフッ素原子を含むプラスチック原料の総称となります。PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を代表として、PVDF(ポリビニリデンフルオライド/ふっ化ビニリデン樹脂)等、7つの種類があります。
普段私たちが「テフロン」と頻繁に呼んでいるものはデュポン社が製造する PTFE の商標名です。

フッ素樹脂の特性

最大の特徴 耐薬品性

フッ素樹脂はほとんどの薬品や溶剤に対し、侵されることがなく膨潤も起きません。吸水も吸湿もしないという稀有な樹脂です。強酸や強アルカリにも極めて強い特性を持つことから半導体製造装置の部品として必須の材料となっています。また、半導体製造装置の部品以外にも、理化学分野、化学プラント、医療、食品まで幅広い分野で使用されています。

耐熱性と耐寒性

高温にも低温にも耐えられる優位な特性を持っています。ほとんどのフッ素樹脂の融点が 200 ℃以上と大変高く、PTFE に至っては融点が 327 ℃と超高温環境でも使用できます。多くの一般の方が「テフロン」と聞くと、フライパンの「テフロンコーティング」を思い浮かべることでしょう。フライパンを直火で加熱した際にコーティングが残るのは、PTFE の耐熱特性があるためです。また低温では、-196℃の液体窒素にさらされても、常温と同じ摩擦係数を維持できると言われています。さらに、低温での耐衝撃性も強く、他の樹脂の追随を許しません。

低摩擦(滑り)性

とにかく、よく滑ります。摩擦係数が極めて小さく、その数値は脅威の 0.04です 。氷よりよく滑ります。この特性を利用して、ベアリングやワッシャーなどに多く用いられます。

非粘着性

接触した物体や液体が固着しない特性です。②で紹介した、フライパンのテフロンコーティングもこの特性を活かしたものです。他にもこの特性を活かしたものとして、電子回路基板やプリント基板の品質維持を目的としたフッ素コーティング、樹脂成型金型用離型剤などがあります。また、印刷機やコピー機の摺動部分にもこの特性を用いて多くのフッ素樹脂が使用されています。テフロンテープもこの特性を活かした製品のひとつです。

絶縁性

フッ素樹脂は様々な樹脂の中で誘電率、誘電正接が極めて小さく、影響を受けません。
また、耐薬品性、非粘着性、非吸水性などが相まって高い絶縁性を誇ります。この特性から、ロボット、パソコン、自動者・航空機電気系部品等、電機・電子分野で幅広く使用されています。

耐候性

私たちが扱うフッ素樹脂の切削部品とは畑が違いますが、耐候性が良いことからテントや屋根材料として屋外で使用する製品でも重宝されています。

フッ素樹脂の用途

耐薬品性を活かし、半導体を製造装置の部品に使われます。今後、向こう数十年は半導体の需要が拡大されていくと言われており、フッ素樹脂加工品の需要も拡大していきます。しかしながら、半導体業界におけるフッ素樹脂の加工品はバリやヒゲの品質基準が非常に厳しいものとなっております。当サイトでは、そのような品質面での課題解決や、コスト面での課題解決に協力してまいります。

その他の
用途例

  • 自動車の自動変速機、油圧シールリング、アクセルケーブル
  • 産業機械の摺動部品、ベアリングパッド
  • ガスケット、パッキン、配管材料、タンク、ポンプ
  • 家電製品、OA機器、電子機器の被膜ケーブル

その他のフッ素樹脂

PVDF:ポリビニリデンフルオライド(フッ化ビニリデン樹脂)。

機械的強度が非常に高く、「フッ素系樹脂の中では一番」との呼び声も高いです。特に、引っ張り強度には定評があります。また、耐熱性、耐薬品性、耐候性もよく半導体洗浄装置の部品の一部としてもよく使用されています。弊社でも加工の得意な材料のひとつです。

PFA:パーフルオロアルコキシアルカン(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)

PTFE とほぼ同等の特性を有しています。ただし、PTFE の融点が 327 ℃なのに対して、PFAの融点は 310 ℃です。PFAは溶剤に可溶性のため、主に離型剤などに使用されています。

FEP:パーフルオロエチレンプロペンコポリマー(四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合樹脂)

PTFE 、PFA に相当する特性を備え、耐薬品性、電気特性、非粘着性にも優れています。ただし、耐熱の面では PTFE の融点が 327 ℃なのに対し、FEP は 250 ~ 270 ℃と劣ります。

ETFE:エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー(四フッ化エチレンーエチレン共重合樹脂)

熱可塑性を持っているため押出成形、射出成形、粉体塗装等に用いられています。また、透明性、耐候性に優れているため、フィルムに加工したものが屋外用途に使われています。耐薬品性も高い材料なので安心して使用することができます。ETFE の何よりの魅力は他のフッ素樹脂に比べて「安価」なことです。

PCTFE:ポリクロロトリフルオロエチレン(三フッ化塩化エチレン樹脂)

耐薬品性、耐熱性に関しては PTFE に劣るものの、低温化での寸法安定性、圧縮強さには特に定評があります。機械的強度、光学的性質に加え透明性を兼ね備えていることから化学薬品用液面計や理科化学実験器具の部品などにも多用されています。

ECTFE:エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー(三フッ化塩化エチレンーエチレン共重合樹脂)

ETFE と比較されることが多い材料です。ETFEと比較すると機械的特性、難燃性に優れています。高温下で連続使用しても機械的強度を損なわない耐久性を持ちながら、耐薬品性、難燃性にも優れています。世界中の半導体分野、化学工学分野、はたまた食品業界でも多く使用されている材料です。

PPの切削加工における注意点・対策

注意点
  1. 熱膨張・収縮の影響による素材の体積変化が起こりやすいです。
  2. 加工コストが他素材に比べ比較的に高くなる傾向があります。
  3. 切削部の溶着や溶融、工具の不良の発生によって、加工物を傷つける可能性があります。また、要求される寸法を大きく外すことがあります。

対策
  1. 室温を一定に管理し、切削油の注油を行います。切削熱を逃がすことでワークの体積変化を防止します。また、アニーリングという熱処理を施し、材料内の内部歪みを除去します。また、片面のみの加工の場合でも両面を削ることで反りを予防します。その他に、切り込み深さや切込み量を減らし、工具の回転数を増やすことで切削熱を低減させることで熱膨張・収縮を抑えます。
  2. 設計時に寸法精度を見直し、適切な加工時間の工程を組み加工コストを最適化します。
  3. 切削工具の選定・切削条件を最適化し、エアの吹き付けと注油によって切屑の除去を行います。また、切削時の工具の回転方向をアップカットにする、ステップ送りを行う、切り込み深さや切込み量を減らすなどの対策で切削熱の発生を抑制し、要求寸法を狙います。
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PEEKとは

PEEKとは

PEEK とはポリエーテルエーテルケトンの略称で呼ばれる、結晶性の熱可塑性樹脂です。ベンゼン環をエーテル基とケトン基で結合した芳香族ポリアニールエーテルケトンと呼ばれるポリマー群に属し、1つのエーテル基がケトン基になった構造を持つことで耐熱性が非常に優れたスーパーエンジニアプラスチックとして知られています。
また、PEEK はスーパーエンジニアプラスチックの中でも耐スチーム性・耐薬品性・機械特性に優れており、従来金属が用いられることが多かった半導体・医療・航空宇宙・自動車等の分野において代替材料として選定されるようになりました。

PEEKの特性

最大の特徴 耐熱性

PEEK の融点は 343 ℃と非常に高く、連続使用温度は 260 ℃であり、他のスーパーエンジニアプラスチックと比較しても最高クラスの耐熱性を有しています。また、ガラス転移温度約 140 ℃であり、高温化においても非常に強固な状態を保持することができます。

耐スチーム性

PEEK は高温水蒸気下の環境において加水分解を起こしにくい特性を持っています。そのため、オートクレーブを用いた高圧蒸気滅菌にも耐えることができ、医療業界でも選定されます。

耐薬品性

濃硫酸などの一部の強酸を除き、ほとんどの薬品に対して耐性を持つため、幅広い用途で使用されています。たとえ硫酸であっても、濃度 5 %以下、40 ℃以下であれば影響は少なく、試験結果次第では通常使用されることもあります。

機械特性

耐衝撃性や引張特性に優れ、高温化においてもその強度を保持することができます。また耐摩耗性が優れています。

PEEKの用途

近年、PEEK は医療・半導体・自動車業界において使用されることが多くなってきています。実際に用いる材料としては強化繊維やガラス繊維を強化材料として含む PEEK も登場してきています。しかし、これらは意図的に強度を上げたものであり、強化したPEEKを加工しようとすると切削加工の工具が激しく損傷するため、コストがかかるほか、高度な加工技術が必要となります。当サイトでは、お客様のコスト面・品質面でのご要望を考慮して、最適な製品を提供することが可能です。

その他の
用途例

  • 半導体関連分野におけるリテーナーリング、ウェハチャッカー、搬送容器
  • 内視鏡先端部品、歯科用器具部品、チューブジョイント、コネクタ
  • 自動車のギヤ、ワッシャー、ベアリング保持具
  • 化学工業用のコンプレッサ、ポンプ

PEEKの切削時の注意点と対策

注意点
  1. 機械的強度が非常に高いため切削時にワーク自体が欠けてしまう恐れがあります。また、刃物の寿命が縮まるためコストの増加が懸念されます。
  2. 製品内部の残留応力により肉薄部分で歪みが発生する可能性があります。
  3. 穴等の加工の際に加工熱の上昇に伴い、バリが発生するほか、穴の寸法精度が低くなる恐れがあります。
  4. 他材料と比べ比較的コストが掛かるうえ、金属の代用で使用されることが多く要求精度が高い案件が多いです。

対策
  1. 径が小さい刃物は避け、切り込み方向に切削するなど、切削条件を調整します。切削刃物は出来るだけ超硬刃物を使用し、消耗を抑えます。
  2. アニーリングを行い、歪みを抑えます。
  3. 送り速度や切削速度を調整し、加工熱が高まらないように留意します。
  4. 製品の使用条件によっては寸法精度の出る比較的安価な材質への見直し、加工工程数の効率化による加工コストの低減を検討します。
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PPS樹脂

PPS樹脂

PPSとは、ポリフェニレンスルフィドという名称で、ベンゼンと硫黄から成る化学構造を持った樹脂です。剛性、耐熱水性、耐薬品性、絶縁性に優れており、融点も高く難燃剤を添加しなくても自己消火性に優れています。
また溶融粘度が低い為、強化材や無機添加物の添加量を多くできるメリットがあり、ガラス繊維を添加した強化グレードが多く使用されています。

PPSの特性

最大の特徴 耐熱性

融点が高く280~290℃程度で溶融します。連続使用温度は240℃です。

機械的強度

広い温度帯で高い引張強さ、剛性があります。

耐薬品性

200℃以下でPPSを溶かす薬品は無いと言われています。一部の酸に影響は受けるものの、多くの溶剤、酸、アルカリに対して反応することはありません。

寸法安定性

吸水性が極めて低く耐薬品性も高い為、環境変化による寸法の変化が少なく非常に安定しています。

不燃性

難燃剤を含まず、低発煙性であることが知られています。

電気絶縁性

100℃、湿度80%でも高い絶縁性を示します。温度への耐性も非常に高い為、近年の電子機器に求められる性質を多く有しています。

PPSの用途

PPSは身近なところでは自動車部品として利用されています。軽量化が進む自動車分野では、耐熱性に優れるPPS樹脂がエンジンルーム部品の開発に役立っています。また、耐熱性が高く、難燃性に優れた特徴を持つPPSは電子部品や家電製品でも利用されてます。

その他の
用途例

  • 排ガス処理バルブ、マニホールド、イグニション
  • コネクタ、プリント基板、IC部品
  • 電子レンジ、アイロン、炊飯器圧力バルブ
  • 歯車、ピストンリング、ポンプハウジング

PPSの切削加工における注意点・対策

注意点
  1. 連続使用温度は220℃ですが、ガラス転移点は90℃付近と低いため、高温下において負荷を与え続けると変形する可能性があります。
  2. 摩耗への耐性は低い為、使用には注意が必要です。
  3. 耐久性の高いPPSですが、瞬間的な衝撃への耐性が低く落下の可能性がある素材やそれを前提とした製品への使用には不向きです。

対策
  1. 発熱を最小限に抑えるための刃の選定と削り方の工程管理を行っています。
  2. 弊社では設計段階で用途をお聞きし、材質選定において他材料を含めて提案させて頂く場合があります。
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エンプラ、スーパーエンプラ、ユニレート・PEIとは

エンプラ、スーパーエンプラ、ユニレート・PEIとは

エンプラ、スーパーエンプラとは

エンプラとは汎用樹脂の弱点である強度や耐熱性などが強化された高機能なエンジニアプラスチックの総称です。その中でも1,980年代以降に金属の代替品のニーズが高まり、非常に機能性の高い樹脂としてスーパーエンプラが登場しました。エンプラとスーパーエンプラは他の汎用樹脂と比較すると比較的歴史が浅い樹脂群であり、今なおトレンドは継続しています。
汎用樹脂、エンプラ、スーパーエンプラの種類を分ける上で明確な定義はありませんが、一般的には約100℃以上の耐熱性を持つプラスチックをエンプラ、約150℃以上の耐熱性を持つプラスチックがスーパーエンプラとされています。
この項では当サイトが加工を得意としているエンプラの代表格であるユニレート、スーパーエンプラの代表格であるPEIについて特性や用途について記載します。

ユニレートとは

ユニレートはPET樹脂を主原料とし、ガラス繊維や無機フィラー等を充填複合したエンプラです。材料製造において、押出成形後に加熱積層プレスを行い高密度に調整されています。また、ユニレートという呼称はユニチカの登録商標となります。
ユニレートは寸法安定性が高い材料としても有名です。ベークライトなどの材料の場合、ユニレートと同様に積層により製造されているので反りは少ないですが、ユニレートの方が寸法安定性が高く、反りにくい特性を有しています。
また、ユニレートは標準グレード以外に、難燃グレードや帯電防止グレードもラインナップされているため、使用する環境に併せてグレード選定することで様々な加工品に対応することが可能です。

ユニレートの特性

最大の特徴 寸法安定性・切削加工精度

切削加工におけるユニレートの寸法公差は一般的に±0.01~0.02程度といわれています。一方MCナイロンの寸法公差は±0.05程度と言われており、ユニレートの切削加工性が非常に高いことが分かります。
また、積層して製造された素材は基本的に反りが少ない傾向にありますが、ユニレートは切削時の反りや歪みが他の樹脂と比べてさらに少ない素材となります。そのため、ユニレートは寸法の安定と反りの問題を解決するのに役立つ素材です。また、ユニレートはPOMやPCよりも低い吸水率により吸水による製品の寸法変化を最大限抑えることが可能であり、切削時または切削後の寸法の安定と精度を高めます。

剛性

ナイロンやPOMなどの熱可塑性プラスチックと比較しても、スーパーエンプラの一つであるユニレートは、PETにガラスフィラーを添加しており高い剛性を持っています。エンプラの中で剛性の強さが代表的なものの一つのPOMの圧縮強さの約125MPaに対して、ユニレートは約130~135MPaと、POMさえも上回る圧縮強さを有しています。
スーパーエンプラの機械的強度は基本的にエンプラよりも優れており、寸法の安定性、加工性の高さにも繋がっています。またユニレートは剛性が強いだけでなく、部品の一つとして使用する際も相手側の樹脂や金属に傷を付けにくいため、金属からの素材の置き換えとして使用されることも多いです。

絶縁性

ユニレートは低吸水性、耐熱性、絶縁破壊への強さ等、電気絶縁性に必要とされる性能のほとんどを有しています。
エンプラの中でも絶縁性の高いm-PPE(変性ポリフェレンエーテル)の絶縁破壊強さが約26(MV/m)に対してユニレートの絶縁破壊強さは約34~40(MV/m)と高いことがわかります。(ユニレート電動グレードを除く。)

耐薬品性

ユニレートは有機溶剤・鉱物油・希酸(濃度の薄い酸または酸化力のない酸)への耐性を有しています。

ユニレートの用途

ユニレートは吸水性の低さや剛性の強さから、高度な切削加工精度や寸法安定性を活かせる樹脂であることに加えて、耐熱性、絶縁破壊強さの高さが魅力の1つです。
主に電気絶縁性が利用され、リチウムイオン電池や半導体等のIT産業を支える製品に活用されています。
ベークライトのような熱硬化性樹脂基層板(紙ベーク・布ベーク等)よりも快削性に優れ、加工時の反りも少ないことから、現在はユニレートをベークライトの代替品としての利用するケースが増えています。
また、PPS(ポリフェニレンサルファイド)よりも耐熱性能は低いものの、ユニレートはPPSよりもコストが低く加工精度が高いことから、PPSの代替品としても使用されることがあります。

その他の
用途例

  • プリント基板
  • ブレーカー裏蓋
  • 光ファイバー
  • 液晶表示機器
  • 半導体製造関連部品
  • 各種パレット

ユニレートの加工における注意点・対策

注意点
  1. ユニレートはガラス短繊維を含む積層材料であり比較的加工性が良いですが、誤った加工を行うと反りが大きく出やすい材料です。
対策
  1. カット方向があらかじめ決まっているため注意して材料の保管を行い加工します。
PEIとは

PEIとはポリエーテルイミドの略称であり、非晶性の高機能スーパーエンプラです。PEIの色は透明性のある琥珀色で、分子構造中にイミド結合を持つため優れた耐熱性と強度があります。また構造中にはエーテル結合も存在するため、加工性も優れています。

PEIの特性

最大の特徴 低発煙性・難燃性

PEIは燃焼しにくく、仮に燃焼した場合においても発煙量が少ないです。また、燃焼時に有毒ガスが発生しないため、自動車部品や航空機の部品に採用されることがあります。

耐熱性

PEIの常用できる耐熱温度は約170℃であり、融点は217℃です。かなりの高温環境下でも耐えることができます。また耐熱水性にも優れており、高温滅菌を繰り返したとしても物性の劣化が少なく、オートクレーブサイクルに耐えることができます。

電機絶縁性

PEIは幅広い温度帯・周波数帯において電気絶縁性を維持できることが知られています。

PEIの用途

PEIは優れた難燃性や耐熱性を活かし、照明器具部品、自動車部品、航空機部品など、熱が関わる製品に用いることが多いです。また、電気絶縁性を活かし、電気・電子分野の部品、家電製品部品にも用いられます。ただし、材料自体が非常に高価なため、使用する部分の選定、コスト管理はユーザー様に寄り添ったご提案が望ましいです。

その他の
用途例

  • 自動車部品のベアリングリテーナー、スピードセンサ部品
  • トランスミッションバルブ
  • アイロン部品、電子レンジ部品
  • コネクタ、プリント基板、ソケット等の電子部品
  • 人工呼吸器、麻酔器、滅菌トレイなどの医療器具

PEIの加工における注意点・対策

注意点
  1. ノッチ感度が高いため、角に応力が集中することで材料破壊が起きやすくなります。
  2. 材料自体が硬い部類に属するため、小さな径の穴や小さな溝の場合は注意が必要となります。

対策
  1. 角形状付近には十分にR数値を取り、設計段階から材料破壊が起きる可能性を減らす必要があります。そのため、PEIにおいてはお見積り時に別途こちらから形状を提案する場合がございます。
  2. 加工時に材料の切削速度や材料の送り速度を比較的落として対応することで寸法精度を高めます。
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CFRPとは

CFRPとは

CFRP とは炭素繊維強化プラスチックの略称です。英語表記をすると Carbon Fiber Reinforced Plastics となり 、それぞれの頭文字をとって CFRP と呼ばれています。樹脂に炭素繊維を加えることで、樹脂単体の時よりも強度や剛性を強化した材料となります。
CFRP の製造に用いる樹脂は熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂の2種類を用途によって使い分けます。基本的には熱硬化樹脂を使うことが多く、エポキシ、ポリエステル、フェノール、熱硬化性ポリイミド等を使用します。一方、熱可塑性樹脂では、国内においてポリアミドナイロン樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、熱可塑性ポリウレタンなどを用いた開発が進められているという状況です。
また、炭素繊維には、PAN 系炭素繊維というポリアクロニトリルを原料として用いたものと、ピッチ系炭素繊維という石油や石炭を原料として用いたものがあり、2種類を用途によって使い分けます。これらの特性の違う樹脂と特性の違う炭素繊維を上手く組み合わせることで新しい機能を持った CFRP が生まれています。

CFRPの特性

最大の特徴 高強度・高剛性

CFRPは炭素繊維によって強度が大幅に強化されています。普通プラスチックと鉄を比べると鉄の方が硬いとイメージする人が多いと思いますが、CFRP は圧倒的に鉄よりも硬いです。鉄の S45C の引張強度は 700 MPa と言われていますが、CFRP は複合する重視と炭素によっては 3,300 ~ 7,000 MPa にも達し高強度となります。また、鉄の S45C の引張弾性率は 200 GPa と言われていますが、CFRP は230 ~ 588 GPa にまで剛性が強化できるというデータもあります。

超軽量

CFRPは強度強化に炭素繊維を用いるため、同レベルの硬さを持っている材料と比べて非常に軽量に仕上がります。環境問題の高まりが懸念される現代において、自動車業界では CFRP を素材として用いることで車体を軽量化し、低燃費化しようという動きがあるほどです。そのほかにも航空宇宙分野においての採用が進んでいます。

耐触性

CFRPは炭素繊維層が紫外線の透過を阻止するため、日光の影響を受けづらいです。また、耐酸・耐アルカリ性を持つため薬品にも強いです。

CFRPの用途

CFRPは身近なところではゴルフクラブのシャトルやテニスラケットに使われています。また、極めて高い力学性及び軽量化が求められるレーシングカーにも採用されています。現在、欧米では一部の高級車やスポーツカーへの導入が進んでおり、今後日本車での導入が期待されています。
 ただし、CFRP を使用する色が黒色に限定されてしまうということがあります。CFRP の母材のプラスチックは透明・半透明ですが、すべて炭素繊維を含有するため黒になってしまうからです。また、アセトンなどの有機溶媒には侵されてしまうため、使用する場所を選ぶ必要があります。

その他の
用途例

  • 航空機の主翼、尾翼、胴体
  • 人工衛星、電波望遠鏡
  • 自動車のボディ骨格、外板パネル、鉄道車体
  • 釣り竿、ラケット、自転車、弓
  • 車いす、介護機器、
  • プリンター部品、オーディオ部品
  • 傘、カバン、楽器、家具

CFRPの加工における注意点と対策

注意点
  1. カーボンファイバーが一方向に向かって入っており、非常に強度が高いため加工の向きを考慮する必要があります。
  2. 強度の高さから、刃物の摩耗が激しいです。刃物が消耗するとワークにバリや剥離等の影響がすぐに出るため注意が必要です。また、素材内の層間剥離と表層剥離の切残しがあると、加工面の仕上がりが安定しない可能性が高いです。
  3. カーボンファイバーは油を吸着させると高精度な加工ができなくなります。

対策
  1. 繊維に沿って加工するか、横断するように加工するかをあらかじめ設計の段階から決めておく必要があります。
  2. 刃物の摩耗を抑えながら加工精度も出すためにダイアモンドコーティングした刃物や超硬合金製の切削工具を使用する必要があります。
  3. 加工時に切削油を使うのではなく、刃物の選定や諸条件の調整で排熱を抑える必要があります。
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PPとは

PPとは

PPとはポリプロピレンの略称で、汎用プラスチックの一つです。熱可塑性プラスチックに分類され、日本においてPEと並び最も生産量の多い樹脂の一つです。
また、PPは比重が1以下でプラスチックの中で最も軽く、機械的特性、耐薬品性、耐熱性等の素材自体の特性に加え、加工方法が複数存在します。
加えて、価格的にも安価でリサイクルが可能なプラスチックであるため、私たちの生活の中で多く利用されています。
外観は乳白色(乳半色)ですが、PEに比べて透明性が高く表面光沢があり外観性は高いです。

PPの特性

最大の特徴 低比重

PPは比重が1以下であることから、水に浮くほど軽量性が高く、汎用プラスチックの中で最も軽いプラスチックです。
そのため、製品の軽量化を実現するために使用されることも多い。

機械的特性

PPは機械的特性が高く、衝撃や伸張や圧縮に対して強度を有するためPEの高密度タイプよりも優れています。
また、耐疲労性にも優れており、繰り返しの折り曲げ動作に強い特性を持ちます。

耐熱性

PPは約100℃~140℃までの耐熱性があり、荷重が加わる条件でも、100℃近くまで連続的に使うことができます。
PPの耐熱容器は電子レンジでも使用可能で、PEと比べても熱的性質においては優れています。

加工性

熱可塑性プラスチックであることからブロー成形、インジェクション成形、押出成形等の金型を使った成形や、PPの機械的強度と吸水性の低さを活かした切削加工などの様々な加工方法が可能です。

PPの用途

PPは軽量かつ丈夫であることに加えて安価で量産可能であることから、生活用品から自動車部品まで幅広いものに使われており、製品材料として非常に優れています。
また軽量性と高い剛性に加えて、耐熱性と耐薬品性、透明度の高さを活かし保存容器としてPPは高い汎用性を持っています。インジェクション成形、真空成形、ブロー成形などの他、複数の加工方法に対応できるため、成形方法に柔軟に対応することが可能です。

用途例

  • ヒンジ(蝶番)
  • 家電部品
  • 自動車部品(バンパー、インパネなど)
  • 医療器具
  • プラスチックダンボール
  • 食器容器(食品用タッパーなど)
  • 日用品
  • 包装フィルム

PPの切削加工における注意点・対策

注意点
  1. 通常の状態では接着が困難です。
  2. 通常の状態では印刷が困難です。
  3. 他の樹脂材料と比較して表面硬度が柔らかく、傷がつきやすいという欠点があります。
  4. 耐候性が低いため直射日光により劣化しやすく、低温で脆くなってしまいます。

対策
  1. 接着が困難表面を粗くするなどの下地処理を施すことで改善はされますが、金属を接着するほどの強度を得るのは難しいです。
  2. 印刷に関しても接着のときと同じく下地処理を施す必要があります。
  3. 穴あけ加工時などは、削り方向の決定や刃の選定により、面粗を整えます。
  4. あらかじめ使用する環境を想定して材料提案をさせていただきます。
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アクリル樹脂とは

アクリル樹脂とは

アクリル樹脂とは、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体で、透明度の高い合成樹脂のことを指します。特にポリメタクリル酸メチル(PMMA)はガラス以上の透明性があり、水族館の巨大水槽に用いられています。またポリカーボネート等と共に有機ガラスとも呼ばれています。
一部のアクリル樹脂には紫外線で硬化する光硬化性樹脂(UVレジン)と呼ばれるタイプの物も存在し、その性質を利用して義歯、ホビーの模型、アクセサリー製作等でもよく用いられています。

アクリル樹脂の特性

最大の特徴 高い透明性

PMMAはガラス以上の透明性があります。より高い透明性を求められる場合には、通常切削を行った部分は白濁しますが、後工程で透明処理を施します。

耐候性

紫外線、水への耐性が高く、建材、標識、車輛などの用途に使われています。10~20年以上が経過しても劣化が少ないです。

優れた加工性

研磨、切削、切断、穴あけ、接着の全てが容易な優れた材料となります。小物入れや塗料、絵の具等の小さな日用品から水族館の巨大水槽まで幅広く加工が可能で、日常的に多種多様な用途に使用されています。

耐光性

光の照射による退色、品質劣化を起こしにくい性質があります。

アクリル樹脂の用途

アクリルは透明性を活かしてパーテーションや、内部構造を視認する必要がある機械部品などで用いられます。衝撃にとても弱い特徴を持つため、機械部品に用いる際は注意が必要です。

その他の
用途例

  • レンズ
  • 塗料
  • 接着剤
  • パソコン画面
  • 水槽
  • 航空機、船舶、自動車等の窓
  • アクセサリー
  • 携帯電話の表示窓
  • 看板  等

アクリル 切削加工における注意点・対策

注意点
  1. 熱伝導性の悪く切削熱が溜まることで、穴内面が溶け精度が出ない場合があります。
  2. タップ加工の際に切削部に熱が溜まり切屑が溶着することで加工刃が回らなくなる恐れがあります。
  3. 熱収縮率が高いため、加熱部とその周辺の非加熱部の境でヒズミが発生する可能性があります。加熱しすぎると、内部に気泡が入ることがあります。
  4. 加熱により形状の変形や表面の軟化、曇りが発生する恐れがあります。
  5. アクリルは耐摩耗性が低く、非常に割れやすいため注意が必要です。

対策
  1. 切削速度と送り速度を調整し、切削油の注油を行うことで、切削熱や切屑の除去を促します。
  2. アップカットを行うことで切屑を外に掃き出します。またアップカットはダウンカットに比べて切削開始時に切削する厚さが少ないため温度上昇を抑えることができます。
  3. 製品の厚みによっては両面を均一に加熱するなどして、ワークを均等に軟化させることで曲げた後の反りや歪みを抑えます。
  4. 不透明なアクリルは、バフ磨きを行います。バフ磨きを行うと製品自体は基本的に綺麗に仕上がりますが、手作業のため比較的コストが高くなります。
  5. 弊社では、アクリル製品出荷時の梱包には細心の注意を払っており、割れや傷の発生を防いでおります。
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POMとは

POMとは

POMとはポリアセタール(アセタール樹脂)のことを指し、各社の商標登録名によってはジュラコンやデルリン等の呼び方もあるエンジニアリングプラスチックの一種です。
また、POMは耐摩耗性、耐衝撃性に優れています。金属の代替部品として利用されるエンジニアリングプラスチックの中でも加工性が高く、多くの分野で利用されています。
なお、POMは結晶化度が高いため、半透明か不透明の外観をしています。

POMの特性

最大の特徴 自己潤滑性

優れた自己潤滑性があり、摺動性や金属に対する耐摩耗性が優れています。
POMの摩耗係数の低さはナイロンに匹敵し、相手側が多少摩耗係数の大きい部品の場合でも摺動します。
この自己潤滑性と耐摩耗性を活用して、金属の代替品としてベアリングに使用されることもあります。

寸法安定性

吸水性や吸湿性が低く、熱膨張による寸法の変化が少ないため加工性に優れています。そのため、より細かい精度が要求される精密機器への使用にも最適です。
また、POMは快削性も高く、切削時にバリが出にくいため精密な加工をする際に重宝されます。

耐衝撃性

靭性が高いため、外部から衝撃への耐性に非常に優れています。
耐疲労性、機械的性質の高さを活かして、連続使用かつ長時間の負担に耐えることが求められるギアに利用されることもあります。

耐薬品性

希酸での影響が少なく、有機溶剤や鉱物油に対しての耐性が高いため、強酸に対して注意することで幅広く利用することができます。

POM用途

POMは耐疲労性と摩耗性の高さにより、高負荷がかかる環境下での使用に適しています。繰り返しの動作への耐性があり、長期間にわたり負荷を与えてもそれに耐えうる機械的強度を持つため、歯車やキャビネットキャスターとして使用されます。
今まで金属製であった機械部品の代替素材として提案するケースも多いです。金属部品からの代替を行うことで軽量化が可能となります。また、錆止めや潤滑向上を目的とした潤滑油等の注油の手間を省け、メンテナンスコストを抑えることも期待できます。
POMは比較的に安価で成形性もよく寸法精度も良いため、様々な業界で利用されています。

その他の
用途例

  • 自動車の窓のパワースライドドア
  • ベアリング
  • インクジェットプリンターの歯車
  • 自動車等のオイルタンク部品、燃料ポンプ部品等
  • プーリ
  • ファスナー
  • リコーダー、木管・金管楽器

POM 切削加工おける注意点・対策

注意点
  1. 快削性に優れる反面、切屑の除去が難しく、ワークを傷つける危険があります。
  2. 残留応力の影響により寸法変化や反りが発生します。
  3. エンジニアプラスチックの中では比較的柔らかいため、治具の固定が困難な形状や肉薄の製品の加工の際は歪みが発生しやすくなります。

対策
  1. 刃の鋭い切削工具を使用する、切削速度や送り速度を下げる、反対に切削速度を上げて切込み量を減らす工夫を行い傷の発生を防止します。また穴加工の際はステップ送りを多用することで切屑の除去、切削熱の放出を促します。
  2. アニーリングを施し寸法変化を抑えます。また片面のみに加工指示がある場合でも、あえてワークの両面を削ることで反りを予防します。さらに荒加工と仕上げ加工に分ける等の工程を分け、残留応力による寸法変化を調整できるように段階的に加工します。
  3. 必要によっては治具を作成し、適切に固定した上で加工を行うことで歪みを抑え、正確な加工をします。
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MCナイロンとは

MCナイロンとは

MCナイロンとは、モノマーキャストナイロンというエンジニアリングプラスチックの一種であり、三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ㈱の商標登録名です。その他、メーカーによって「キャストナイロン」「モノマーキャストナイロン」等の呼び方をしています。
MCナイロンは6ナイロンを主原料としているため、他の6ナイロンと本質的に性質が似ていますが、MCナイロンのほうが優れた性質を持ち、切削加工用の材料としては適しています。
MCナイロンはエンジニアリングプラスチックの中で最も幅広く使用可能な素材で、強靭且つ耐摩耗性に優れています。
また、MCナイロンの外観の色は複数存在しますが、日本では青色に着色したものが有名です。

MCナイロンの特性

最大の特徴 機械的強度

MCナイロンは引張り・圧縮・曲げに対する耐久性に優れており、耐衝撃性も高いです。
また、吸水性の高さが柔軟性を高め、それに伴い耐衝撃性を向上させています。

耐摩耗性

自己潤滑性に優れ、接触相手への傷つけ防止に活用されます。
また、摩耗係数が低く、自己潤滑性を活かすことで摩耗による劣化を抑えることができます。接触相手にかかる影響が少なく、表面強度が高いことで寿命や精度が向上します。

耐薬品性

アルカリ性の薬品に対する耐性が高いです。
酸性の薬品には他の多くの樹脂と同様に弱いですが、油や有機溶剤には強いです。

耐熱性

MCナイロンは連続使用温度が-40℃から120℃と、低温下での劣化が少なく、融点も高いです。
また、難燃性は分子構造に酸素を含むPOMと比較しても高く、難燃材のパーツで利用される場合もあります。

MCナイロンの用途

使用用途が類似しているPOMと比較すると、加工性の面ではPOMが有利になることもありますが、機械的特性や強度の面ではPOMよりもMCナイロンが優れています。
また、MCナイロンは吸水性の高さからPOMでは困難な接着等の表面処理が施せます。
MCナイロンは機械的特性の高さを活かし、金属製品からの代替品として高強度の製品として設備や機械の部品に利用されることが多いです。
加えて、煮沸することにより食品衛生法に適合することができるため、食品加工産業の現場でも用いられています。

その他の
用途例

  • 軸受
  • ローラー
  • スプロケット
  • ギア
  • キャスターの車輪

MCナイロン 加工における注意点・対策

注意点
  1. 非対称の製品の加工では歪みや反りが発生しやすいです。
  2. 比較的バイト(刃)の摩耗が早いため注意が必要です。ヘール仕上げ(パッキン溝などの精度が求められる溝加工)の時には被削面が大きいと、途中でバイトの切れ味が落ちてしまい均一に仕上げが出来なくなります。
  3. びびり等による切削面の凹凸の発生が比較的起きやすいです。
  4. 熱の発生を伴いやすいです。

対策
  1. 荒削り後にアニーリングあるいは長時間放置し、仕上げ加工を行っています。
  2. 設計の段階から切削面を減らす調節を行います。ただし、切込みが浅すぎるとチップが刃先で溶融し、付着することがあるため注意が必要です。また、チップの溶融付着を防ぐには切削油を十分使用し、冷却も十分に行う必要があります。
  3. 縦型フライス、横型フライス盤によって金属と同じように切削することができます。フライス盤のような上向きの切削の方がびびりを低減できます。
  4. 切断時など、簡単な寸法調整においては刃が長い帯鋸を利用することで熱の消散を促します。帯鋸の選定はコストカットにもつながることが多いためメリットが大きいです
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