ABSプラスチック加工：主なメリット、課題、5つの必須ヒント

プラスチックは信じられないほど有用です。安価で非常に軽量。化学抵抗性、透明性、弾力性、電気抵抗性など、プラスチックによってさまざまなメリットを提供できます。

ABSは、強靭で安定し、容易に成形できるプラスチックが必要な用途で人気があります。迅速なプロトタイピングと3Dプリント、配管継手、子供のおもちゃ、自動車内装部品、電子部品などで一般的に使用されます。

最も精密で高品質なABSパーツは、タイトな公差を達成するためにCNC加工で作られます。本記事では、ABSプラスチックとは何か、加工の課題、機械加工ABS製品の品質向上のためのヒントを説明します。

ABSプラスチックとは

アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、またはABSは、材料特性の優れたバランスで知られる熱可塑性ポリマーです。優れた靭性と化学抵抗性に加え、プラスチックの化学処方に含まれる添加剤に応じて、さまざまなカスタマイズ可能な特性を持ちます。

ABSプラスチックは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの3つのモノマー構成要素と、その他の望ましい添加剤を組み合わせて作られます。ABSプラスチックストックは、射出成形、押出、3Dプリントで溶融・再成形できます。

精密加工ABSは、厳しい品質要件とタイトな公差を持つパーツに最適なオプションです。ただし、ABS製造プロセスに加工を含める場合は、機械グレードABSプラスチックを使用するのが最適です。

ABSプラスチックのメリット

優れた特性バランスのおかげで、ABSプラスチックは幅広い用途に使用されます。試作と製造製品に機械加工ABSプラスチックを選ぶ製造業者は、以下のメリットを期待できます：

• 優れた衝撃強度
• 高い靭性
• 優れた化学抵抗性
• 優れた電気抵抗性
• 幅広い色に対応
• 過度に高い融点でない優れた相対的耐熱性により、優れた製造適性
• リサイクル可能で適切な施設あり

さらに、製造業者は処理温度の変更と特定添加剤の使用で、これらの特性の一部を選択的に改善できます。一部の化学添加剤はUV耐性向上やABS透明化にも役立ちます。

CNC加工ABSプラスチックの課題

ABSプラスチックは明らかに価値ある材料ですが、高品質・精密機械加工パーツを作るには適切な装置と専門知識が必要です。経験不足の機械工は、正しい理解なしに加工中にABSプラスチックパーツを容易に損傷させる可能性があります。完成ワークピースを脇に置いてから気づくかもしれません。

他の機械加工プラスチックと同様、ABSプラスチックで非常に一般的な2つの加工欠陥は歪みと不良表面仕上げです。

工具痕やチャターラインのあるプラスチックは表面品質要件を満たしません。また、傷やラインは透明パーツを曇らせたり、ABS継手で漏れを引き起こしたりします。

いくつかの要因がABSプラスチックパーツの表面品質に悪影響を与えます。間違った切削工具の使用、不適切な切削パラメータ、過度な熱蓄積は、ABSパーツ表面を損傷する一般的な例です。

もう一つの一般的な課題は歪み防止です。一般的に機械加工される金属に比べ、ABSプラスチックは加熱時に著しい熱膨張を経験します。これは経験不足の機械工が過剰に材料を除去する原因となり、パーツが冷却収縮時に明らかになります。

これで十分でないかのように、ABSプラスチックは比較的低い熱変形温度と熱伝導率を持ちます。結果として、熱が加工箇所で急速に蓄積し、プラスチックを軟化させ変形させます。

全体として、これは設計者と機械工がABSプラスチック、特に薄肉や複雑なパーツで容易に歪むものを扱う際、注意が必要であることを意味します。

ABSプラスチック加工の5つのヒント

ABSプラスチック加工に関連する落とし穴を避けるため、製造業者はしばしば以下のトリックの1つ以上を使用して高品質な結果を確保します。

#1 — 機械グレードABSプラスチックを使用する

ABSプラスチックには、押出、鋳造、加工に最適化された独自の処方を持ついくつかのグレードがあります。フライス、旋削、穴あけの際は、常に機械グレードABSプラスチックを使用し、良好なチップ形成と優れた表面仕上げを確保してください。

#2 — 適切な切削工具を使用する

驚くことではありませんが、高強度鋼とチタン合金の加工に最適化された工具は、ABSプラスチックには最適ではありません。プラスチック加工に精通した機械工は、プラスチック用に設計された切削工具を選ぶことを知っています。これらの切削工具が鋭利な状態を保つことも、プラスチック表面への損傷防止に不可欠です。

#3 — 切削パラメータを適応させる

1パスで深すぎたり浅すぎたり切削すると、パーツ変形や加工チャタリングの原因になります。間違った切削速度や送り速度を使用すると、ABSパーツを歪ませる過度な熱蓄積を招きます。残念ながら、パーツに適した切削パラメータの発見は主に経験に依存しますが、この加工プロセス部分の最適化による品質改善は 그만한価値があります。

ボーナスノートとして、加工セットアップがABSパーツを確実に固定しつつ、過圧縮しない（最終パーツを歪ませる可能性がある）ことを確認してください。

#4 — 適切なクーラントを使用する

クーラントが適用されないと、ABSプラスチックは加工中に過熱し変形する可能性があります。しかし、どんなクーラントでも良いわけではありません。ABSプラスチックは全体的に優れた化学抵抗性を持ちますが、金属やセラミック向けに設計されたクーラントで汚染される可能性があります。

ほとんどのプラスチックは、非芳香族、水溶性、プラスチック加工向けに最適化されたクーラントを必要とします。プラスチッククーラントは、特定のクーラントとパーツ設計に応じて、加圧ガスジェット、連続ミスト、流れる液体として適用できます。

#5 — ABSプラスチックをアニーリングする

アニーリングされていないプラスチックパーツには、ストック材料では明らかでない大きな内部応力がある可能性があります。ABS材料が加工中または使用中に加熱されると、これらの応力が最終パーツを歪ませ、形状を公差外にワープさせる可能性があります。

加工前にABSプラスチックを熱処理炉に入れ、材料をゆっくり加熱し、アニーリング温度で保持し、その後ゆっくり冷却して内部応力を除去します。

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