テフロン/PTFEの加工：ヒント、利点、用途

テフロンというブランド名で最も一般的に知られているポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、焦げ付き防止フライパンから医療機器まで、さまざまな用途に使用できる合成フルオロポリマー熱可塑性プラスチックです。

テフロンは、化学薬品に耐性があり、高温でも安定しているため、その機械的特性にもかかわらず、多くの特定の用途で人気のある材料です。焦げ付き防止フライパンの場合と同様に、ベース材料ではなくコーティングとして使用されることもあり、さまざまな方法で製造できます。

テフロン部品を製造する最良の方法の1つは、CNC機械加工です。この記事では、テフロンの機械加工の詳細について説明します。テフロンの材料特性、機械加工の利点、一般的な用途などです。

テフロンとは何ですか？

PTFEは熱可塑性であり、テトラフルオロエチレンのフルオロポリマーです。 「テフロン」という名前は、化学の巨人デュポン（現在のダウデュポン）から派生したアメリカの化学会社ケマーズのブラン​​ド名です。興味深いことに、この資料は最初は誤って発見されました。

室温で白色の固体であるPTFEは、炭素とフッ素のみで構成されています。疎水性で、摩擦が非常に低く、有機化学で最も強力な既存の結合の1つである炭素とフッ素の間の非常に強い結合により、非反応性があります。摩擦が少ないため、ヤモリがくっつくことができない唯一の表面です。 —テフロンは潤滑剤としてよく使用されます。

PTFEの融点は327°Cであり、その他の材料特性には、強度、靭性、低温での自己潤滑などがあります。

テフロン加工の利点

テフロン加工には、PTFEの固有の材料の利点や、機械加工のプロセスから得られる利点など、いくつかの利点があります。

テフロンの機械加工の材料上の利点は次のとおりです。

耐薬品性
• UV/耐候性
耐水性;疎水性 高い衝撃強度 優れた電気絶縁体 低温でも柔軟 -260°Cと260°Cの間の熱安定性 非常に低い摩擦係数 可燃性が低い 食品安全 お手入れが簡単

テフロンの機械加工のプロセス上の利点は次のとおりです。

柔らかさと密度により簡単に機械加工可能 優れた熱安定性により部品の変形や工具の目詰まりを防ぎます

テフロンの加工の制限

高い膨張係数 応力クリープ 厳しい公差を達成するのは難しい 機械的特性が悪い 寸法安定性が低い 素材の柔らかさによるバリのリスク

テフロン加工の用途

テフロンはCNC機械加工に最も用途の広い材料ではありませんが、熱安定性や低摩擦係数などの望ましい特性により、いくつかの重要なニッチ用途があります。

世界のPTFEの約半分が電線の絶縁に使用されていますが、配線とその絶縁はCNC機を使用して行われていません。テフロンの他の最もよく知られている使用法は、アルミニウム調理器具の焦げ付き防止コーティングです。この場合、液体のテフロンがエッチングされた金属表面にスプレーまたは圧延されます。一般的に、テフロンで裏打ちされた調理器具は機械加工されていません。

それにもかかわらず、CNC機械加工は、テフロンを固体の形で操作するのに役立ちます。機械加工に適したテフロン部品には、歯車、ブッシング、継手、バルブなどの工業用部品が含まれます。

医療、食品加工、科学、などの業界で使用される、一般的にCNC機械加工されたPTFE部品の一部 および航空宇宙 、含める：

バルブ フィッティング ベアリング ブッシング 多様体 絶縁体 ギア Oリング

テフロン加工のヒント

テフロン部品は、PTFEの特性に合うように設計する必要があります。一般的な機械加工可能な熱可塑性プラスチックのようには動作せず、より一般的な材料に簡単に置き換えることはできません。

とはいえ、設計者と機械工の両方が適切な注意と予防策を講じれば、テフロンはさまざまな部品やコンポーネントに適しています。達成可能な許容度 テフロン部品の場合、約0.13 mmです。これよりもきつく締めると、事前に材料の応力を緩和しないと難しい場合があります。

テフロンをCNC加工する場合、非常に鋭利な工具 水溶性のクーラントと組み合わせる 加圧空気やスプレーミストなどは、最高の表面仕上げと公差を生み出すためにうまく機能します。非芳香族クーラントも好ましい。

テフロンを加工する際のもう1つの重要な考慮事項は、バリ取りです。 。 PTFEは非常に柔らかいため、微細で鋭利な切削工具でも、後処理処理を必要とする望ましくないマークが生成される可能性があります。

サンディングなどの一般的な表面仕上げ技術を使用してバリを取り除くことができますが、より高度な方法では、機械加工されたテフロンを凍結して、バリ取りプロセス中の柔らかさを軽減します。

チェックリスト：

非常に鋭利な切削工具を使用する 大量の水溶性クーラントを塗布します 中程度から緩い許容範囲を目指す 事前にバリ取り戦略を計画する

テフロンの代替品

テフロンと同様の材料は、実用的または予算上の理由から、特定のプロジェクトの代わりに使用される場合があります。

ECTFE ：エチレンクロロトリフルオロエチレンは、半結晶性フルオロポリマーであり、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体です。化学会社ソルベイによってHalarECTFEのブランド名で製造されており、わずかに優れた耐薬品性と耐食性を備えています。

PFA ：パーフルオロアルコキシは、PTFEと同様の特性を持つ別のフルオロポリマーです。テフロンよりも柔らかく、耐摩耗性は劣りますが、PFAの利点には、間違いなく優れた非粘着性があります。 PFAはテフロンほど一般的に機械加工されていません。

PCTFE ：ポリクロロトリフルオロエチレンは、PTFEに似た熱可塑性クロロフルオロポリマーです。利点には、信じられないほど高いレベルの耐水性があります。これは、プラスチックの中で最も低い水蒸気透過率を備えています。

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