PTFE プラスチックの概要とテフロン加工のヒント

最もよく知られているブランド名はテフロンであるポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、合成フルオロポリマー熱可塑性樹脂です。 PTFE-テフロンは、融点が高く、摩擦係数が低く、化学的に不活性であるため、ほとんどのエンジニアリング プラスチックとは異なります。

一般的な機械的特性にもかかわらず、テフロンは化学的に耐性があり、高温でも安定しているため、多くの特定の用途で人気のある素材になっています.

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、テフロンの処理の内外に焦点を当てます。その材料特性、処理の利点、一般的な用途、および処理技術です。

テフロンとは?

PTFE は、熱可塑性樹脂とテトラフルオロ エチレンのフルオロポリマーです。室温で白色の固体で、PTFE は炭素とフッ素のみで構成されています。フルオロポリマーとして、PTFE は溶剤、酸、アルカリに対して固有の耐性があります。疎水性で、摩擦が非常に低く、炭素とフッ素の間の結合は非常に強力で非反応性であるため、有機化学で利用できる最も強力な結合の 1 つです。

テフロンは熱可塑性樹脂であると既に述べましたが、これはどういう意味ですか?

すべてのポリマーは多かれ少なかれ、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の 2 つのカテゴリに分けることができます。それらの主な違いは、熱に反応する方法です。たとえば、テフロンのような熱可塑性樹脂は加熱すると溶けますが、熱硬化性樹脂は一度形成されると「固化」したままになります。これらの種類の材料の技術的な違いを理解することは、CNC 加工を正しく行うために不可欠です。

メリット おお テフロン 機械加工

テフロン処理には、PTFE 固有の材料の利点や処理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。

素材の利点

耐薬品性、耐熱性に優れる

低摩擦、べたつかない

耐候性良好

500°Fまでの温度で安定

優れた電気絶縁特性

比較的高い強度対重量比

機械加工 あ 利点

柔らかく密度が高いので加工しやすい。

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。

テフロン加工の限界

PTFEの密度と柔らかさにより、加工が容易になります。元のグレードでは、温度範囲は -450°F から +500°F (-267.7°C から +260°C) です。テフロンの強度はナイロンなどに比べて低く、ナイロンの引張強度はテフロンの約2～3倍です。この素材を扱うには、非常に鋭く細いツールを使用する必要があります。

テフロンの高い膨張係数と応力クリープ特性により、厳しい加工公差を達成することは困難です。アプリケーションを設計するときは、ポリマーにその特性を無理に押し付けようとするのではなく、PTFE 固有の特性を考慮する必要があります。

また、最高の表面仕上げと厳しい公差を達成するために、圧縮空気やスプレーなどの非芳香族水溶性クーラントの使用をお勧めします。クーラントには、工具寿命を延ばすという追加の利点もあります。

テフロン加工応用分野

一般的に使用されている CNC 機械加工 PTFE 部品の一部は、医療、食品産業、科学、航空宇宙などの産業で使用されており、ギア、ブッシング、フィッティング、バルブなどの産業用コンポーネントも含まれています。

手術では、PTFE は組織や臓器の移植に使用されるほか、カテーテルやその他の医療機器の感染を防ぐためにも使用されます。

Gore-Tex は、ポリテトラフルオロエチレンによって成功した頑丈な生地です。これは、衣料品の材料、ワイヤーの絶縁材料、医療用インプラント、および特定の種類の防水または防水シーラントの製造に使用されます。

「絶縁耐力」は魅力的な機能のようには聞こえないかもしれませんが、これが PTFE がいくつかのコンピューターおよび航空宇宙関連の業界で引き続き人気がある理由です。これらの分野やその他の分野では、電気接続を安全にすることができる絶縁体の特性を持っています。

航空宇宙部品の設計者は、軽量のシャーシや車両部品を設計する設計者と同様に、他の理由でもこの材料を好みます。ポリテトラフルオロエチレンは、ガラス繊維および繊維複合材料を形成するために必要です。どちらの材料も軽量化の第一候補であり、最も一般的な機械部品の形状とサイズを得るためにフライス加工できます。

堅牢な機械的ベアリングやその他の部品を必要とするアプリケーションの場合、PTFE の最も近い競合相手はナイロンとアセチルであり、PTFE はこれら 2 つよりも優れています。長い目で見れば、PTFE 製の機械加工されたスライディング プレート、メカニカル ギア、スライディング ベアリングは、代替材料部品よりも費用対効果が高くなります。

食品や飲料の機械加工では、通常、製品処理面には PTFE が含まれており、材料の動きがスムーズかつ衛生的に保たれます。

CNC PTFE 加工 - テフロン加工スキル

テフロンは、さまざまな目的で CNC 部品を製造するために加工できます。 PTFE プラスチックを加工する際の注意事項は何ですか?テフロンの CNC 機械加工には、材料の特性と欠点に関する知識と熟知、機械操作のスキルまたは経験が必要です。

• 高品質の仕上げサービスには一定の制限があります。膨張係数と応力クリープ特性が高いため、テフロンが厳しい公差に到達するのは困難ですが、仕上げによりさらに低くなります。最高の表面仕上げと厳しい公差を得るために、圧縮空気やスプレーなどの非芳香族水溶性クーラントを使用することをお勧めします。
• 柔らかさは、プラスチック加工で公差を維持することをより困難にします。プラスチック部品の公差の適切なルールは、1 インチあたり +/- 0.001 であり、非常に安定した補強材を使用すると、より厳しい公差を達成できます。
• テフロンを機械加工する際は、PTFE が可動部品への応力などの極度の圧力下で変形する可能性があることを考慮してください。
• バランスの取れていない、お椀型または円盤型のパーツは、PTFE での加工には適していません。
• プラスチックと金属の材質の違いに注意してください。たとえば、プラスチックの熱膨張は金属の数倍であり、局所的な過熱を避けるために熱放散は遅くなります。
• 工具を保護し、表面仕上げを向上させるために、上面が研磨された超硬工具を使用することをお勧めします。
• 材料を完全に支えて、ツールからの逸脱を最小限に抑えます。
• 目詰まりを防ぐために、十分なチップクリアランスを確保してください。
• ビード ブラスト:より滑らかな表面を得て凹凸を取り除くために、部品をショット ピーニングして均一な表面の滑らかさを得ることができます。