CNC 加工におけるプラスチック:適切なタイプを選択するにはどうすればよいですか?

CNC 機械加工は、数え切れないほどの企業が部品や部品を製造するために使用する汎用性の高い効率的なプロセスです。この高精度、高品質、およびペースの速い生産プロセスは、さまざまな素材に幅広く対応できます。

金属、木材、複合材、プラスチックはすべて機械加工に適していますが、その中でもプラスチックは最も一般的なものの 1 つです。しかし、機械加工可能なプラスチックには多くの種類があります。適切なプラスチックを選択するにはどうすればよいでしょうか?

これは簡単に答えられる質問ではなく、さまざまな要因に左右されます。この記事では、プラスチックを扱う際に留意しなければならない特性について説明し、使用される最も一般的なプラスチックの例を示します。

プラスチックを選択する際に考慮すべき 4 つの要素

CNC 加工材料に関する記事で説明したように、材料の物理的特性はその機械加工性に影響します。そのため、ワークピースから得られる結果は材料によって異なります。

プラスチックの場合、加工中または加工後にワークピースのサイズと形状が変化する可能性があります。そのため、設計エンジニアは、設計の製造可能性を確保するために材料特性を考慮する必要があります。次に、考慮すべきさまざまな要素について説明します。

#1 熱膨張と熱たわみ温度 (HDT)

ほとんどすべての材料は、高温で膨張して体積が増加します。 CNC 機械加工では、使用する工具が材料に接触すると熱が発生します。

プラスチックの場合、熱膨張係数は金属よりも高くなります。そのため、機械加工の結果、サイズが大幅に変化する可能性があります。

したがって、各プラスチックが機械加工による熱入力にどのように反応するかを理解することが重要です。また、プラスチックが受ける熱量も考慮する必要があります。これらの要因は、寸法公差を満たす能力に影響を与えます。

さらに、材料の熱変形温度 (HDT) は、高温にさらされたために材料が容易に変形し始める時期を示します。最終的な材料の選択を行うときは、部品が意図した用途に適していることを確認するために、これを考慮する必要がある場合があります。

#2 硬度と強度

特定のプラスチックの硬度と強度の特性は、部品が最終用途の要件に確実に耐えられるようにするために検討するものかもしれません。ただし、これらの特性は機械加工中の材料の挙動にも影響します。

材料の引張強度は、切りくずの形成方法に影響を与え、最終的な表面仕上げに影響を与える可能性があります。硬度も切りくずの形成方法に影響を与える可能性があり、非常に柔らかい材料の場合、オペレータが適切な予防策を講じないとガウジングが発生する可能性があります。

さらに、材料の硬度と引張強度は、使用する工具の摩耗寿命に影響を与える可能性があります。ただし、金属やセラミックを機械加工する場合、これは一般的により重要な考慮事項です。

#3 吸湿と化学物質への反応

特定のプラスチックは、空気またはクーラントから湿気を吸収したり、特定の化学物質によって悪影響を受ける可能性があります。エアコンの効いた部屋や密封された袋に保管する必要さえあるかもしれません.

湿気や化学物質の影響により、材料の寸法が変化し、正確な公差を満たす能力に影響を与える可能性があります。プラスチックの強度と安定性を完全に低下させることさえあります.

#4 外観、透明性、および光透過率

外観と光透過率などの関連するプロパティは、設計の重要な側面になる場合があります。もしそうなら、これはあなたが利用できるプラスチック材料の数を制限します.さらに、粗い表面仕上げが光の透過率や透明度に影響を与えないように、機械加工プロセスに注意を払う必要があります。

CNC 加工で使用されるプラスチックのトップ 10

上記の要因に基づいて、どの機械加工可能なプラスチックが最適で、これらの要因をプロジェクトに使用するプラスチックにどのように適用すればよいのか疑問に思われるかもしれません。

幸いなことに、医療、自動車、航空宇宙、軍事、電子機器、衣料品、テクノロジー、さらには建築物など、CNC 加工されたプラスチックには多くの用途があります。以下の表には、機械加工に最適な 10 種類のプラスチックが示されています。

無色半結晶性熱可塑性ポリマー樹脂。半硬質または硬質で、非常に軽量です。

名前	化学名	説明	利点	短所	アプリケーション
ABS	アクリロニトリル ブタジエン スチレン	スチレンとアクリロニトリルを重合して作られたターポリマー。	熱的および化学的安定性と優れた強度	400ºC 以上に加熱すると有害な可能性があります。	コントロール パネル、パイプ、キーボードなど
アセタール/POM	ポリオキシメチレン	高硬度精密部品の製造に非常に適した熱可塑性樹脂	低湿度感度、耐薬品性、良好な電気抵抗率、高硬度	塩素による酸加水分解と酸化に敏感。	機械歯車、ネジ、ボビン、電話、テレビなど
アクリル/PMMA	ポリ(メチルメタクリレート)	透明な熱可塑性樹脂。	透明性、引張強度、曲げ強度	耐衝撃性が低く、耐熱性に限界があり、耐薬品性が低い。	ライトレンズ、眼内レンズ、人工歯など
ナイロン/PA	ポリアミド	絹のような熱可塑性樹脂で、さまざまな形状に溶融加工できます。	伸縮性に優れ、洗濯や染色が可能で、高熱にも耐えます。	低吸収性、汚染の問題、安定性の欠如	ワッシャー、ガスケット、ホイール、耐摩耗バリアなど
PC/ポリカーボネート	ポリカーボネート	耐衝撃性に優れた耐久性のある材料を製造できる熱可塑性樹脂のグループ。	剛性が高く、透明度が高く、耐熱性に優れています。	耐スクラッチ性が低く、膨張する可能性があります。	エレクトロニクス、ルーフィング シート、コンパクト ディスク、自動車および航空機部品など
ピーク	ポリエーテルエーテルケトン	いくつかの高度なエンジニアリング用途に役立つ半結晶性有機熱可塑性樹脂。	非常に優れた強度、耐熱性、耐薬品性	他のプラスチックに比べて高価で、耐紫外線性が劣ります。	航空宇宙および自動車部品、ポンプ、ベアリング、医療用インプラントなど
PET	ポリエチレンテレフタレート	優れた強度と剛性、低湿度感受性、完全にリサイクル可能。	感熱性、適度な HDT、適度な成形性	清涼飲料ボトル、太陽電池、冷凍食品トレー、磁気テープなど
PVC	ポリ塩化ビニル	硬質フォーム (RPVC) または柔軟なフォームで利用可能な合成プラスチック ポリマー。	優れた機械的強度と靭性、および優れた耐薬品性	熱安定性が低く、溶けたり火にさらされたりすると有毒ガスを放出する可能性があります。	窓枠、排水・水道管、バルブ部品など
HDPE	高密度ポリエチレン	エチレンから製造される熱可塑性ポリマー	高い強度と剛性、低い吸湿性、優れた耐化学腐食性	応力亀裂に敏感で、酸化性酸に敏感で、熱膨張が大きく、可燃性が高い.	薬液タンク、調理用まな板、装具、義肢など
FEP	フッ素化エチレンプロピレン	PTFE および PFA 樹脂に類似したコポリマー。 FEPは透明度が高く、日光に強いです。	低い摩擦係数、優れた耐ストレスクラック性、幅広い溶媒に対する耐薬品性	ストレスに非常に敏感で、体力が限られています。	化学機器、食品加工機器、各種低摩擦部品

他にも多くの機械加工可能なプラスチックがありますので、別の材料を使用したい場合は、当社のサービス専門家にお問い合わせください!

CNC プロジェクトにはどのプラスチックを選ぶべきですか?

お気づきかもしれませんが、利用可能な CNC 機械加工可能なプラスチックは多種多様です。しかし、あなたのプロジェクトにはどれが最適ですか?

透明性を備えた強力なプラスチックを探している場合は、PC、アクリル、または PET から選択することをお勧めしますが、それらの熱制限に留意する必要があります。

耐薬品性に​​優れたものが必要ですか？もしそうなら、ABS、PEEK、POM、PVC、HDPE、または FEP から製品を CNC 加工することは、優れたオプションかもしれません。

それは本当にその部分のあなたの目標に依存します.また、アプリケーションに最適な材料を決定するためのサポートが必要な場合は、当社の専門家が洞察に満ちたアドバイスを提供して、プロジェクトが適切に行われるようにすることができます!