産業用途に最適な耐衝撃性プラスチックTop 5

製造業では、一部のプラスチックを「タフ（靭性がある）」と分類します。靭性とは、材料が破損・破壊・変形することなく高衝撃力に耐える能力を指します。タフな材料は強度が高く荷重に耐えられると同時に、延性があり圧力下で伸びる特性を持ちます。

タフな材料は本質的に他の材料より耐衝撃性に優れますが、さまざまな要因が材料の耐衝撃性に影響を与えます。例えば、プラスチックは低温で脆くなり、高温で靭性が高まる傾向があります。高温や紫外線への長時間曝露はプラスチックの靭性を低下させます。部品形状も耐衝撃性に影響します。鋭利な内部コーナーは応力集中を招き破損の原因になりますが、丸みを帯びたコーナーは部品をより耐久性の高いものにします。

最初から適切な材料を選定することで、部品の使用寿命を延ばし、将来的な部品故障を防止できます。優れた耐衝撃性プラスチックについて知っておくべきポイントを解説します。

優れた耐衝撃性プラスチック

Fast Radiusでは、ノッチ付きアイゾッド衝撃試験の結果から材料の靭性を判断します。この試験はプラスチックが吸収するエネルギーを測定し、変形前の耐えられるエネルギー量を判定します。タフな部品製造に最適な耐衝撃性プラスチックの選択肢を紹介します。

アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）

ABSは高い耐衝撃性と中程度のコストで知られ、多くの製造業界で人気の選択肢です。ABSは切削加工が容易で、接着剤、塗料、コーティングとも良好に接着します。ABSの製造温度が最終特性に影響します。低温では耐衝撃性が向上し、高温では耐熱性が高まります。

ABSは計器パネル、スーツケース、自動車部品（バンパーなど）、電動工具や家電のハウジング、子供用おもちゃなど幅広い用途に採用されています。非常に汎用性が高い一方、ABSは食品・飲料用途には不向きである点に注意が必要です。

ABSノッチ付きアイゾッド値：最小200.0 J/m²、最大215.0 J/m²

高密度ポリエチレン（HDPE）

HDPEは耐久性に優れ、優れた耐衝撃性と引張強度を発揮する汎用熱可塑性樹脂です。分子が密に詰まっているため、驚異的な靭性と剛性を備えます。また、耐薬品性、耐食性、非吸水性、耐摩耗性にも優れます。ただし、耐熱性は低〜中程度に限られます。

HDPEは比較的低コストで加工しやすい材料です。化学タンク、海洋建設、遊具などの屋外設備、義肢などに使用されます。タフな材料ですが、極限圧力下では応力割れを起こしやすく、射出成形時には型収縮のリスクがあります。

HDPEノッチ付きアイゾッド値：最小20.0 J/m²、最大220.0 J/m²

ポリカーボネート（PC）

ポリカーボネートはガラスのように透明にできる非常にタフなプラスチックです。この特性と成形性の良さから、高い耐衝撃性が必要な場面でガラスの代替として広く採用されています。室内外のサイン、ヘルメット、保護ゴーグル・フェイスシールド、窓など多くの消費財に使用されています。また、建物を損傷から守る建築用ガラスにも用いられ、医療施設、政府機関、交通施設で採用されています。

一方で、ポリカーボネートは一部の製品チームにとってコストが高すぎる場合があります。また、耐衝撃性に優れる一方で耐傷性は高くありません。PCが用途にとって最適な選択か判断する際はこの点を考慮する必要があります。

PCノッチ付きアイゾッド値：最小90.0 J/m²、最大200.0 J/m²

ポリアミドイミド（PAI）

PAIは非常にタフで強靭、かつ剛性が高く、非常に耐久性に優れたプラスチックです。優れた耐薬品性、電気絶縁性、低熱膨張性を備え、高温曝露下でも寸法安定性を維持します。引張強度と圧縮強度の両方を持ち、高衝撃に対して伸縮して調整できます。

タフさと完全性に加え、PAIは厳しい公差も保持可能です。多くの一般的な溶剤、燃料、酸に耐性があり、用途をさらに広げます。ベアリング・ブッシュ、ポンプ・バルブ部品、半導体製造装置、電気コネクタなどがPAIで製造される一般的な部品です。

PAIは製造面で汎用性がありますが、高価で加工が難しく、高温環境でのみ使用可能です。また、加水分解耐性が限定的で、高衝撃状況では寸法安定でも水と接触すると容易に膨張します。

PAIノッチ付きアイゾッド値：最小100.0 J/m²、最大150.0 J/m²

高衝撃性ポリスチレン（HIPS）

HIPSは高い耐衝撃性と耐疲労性を備えます。曲げに耐える十分な剛性がありながら、軽量で加工しやすい材料です。この堅牢で信頼性の高い材料で製造された部品は、繰り返し荷重による破断に耐えられます。

HIPSは消費財、電子機器、ガスタンク、機械、その他多くの産業用途で採用されています。また、積層造形技術でも一般的です。食品衛生適合で耐久性があるため、ホットコーヒーカップの内張りや冷蔵庫ライナーなど、さまざまな食品保存部品の製造が可能です。

残念ながら、HIPSは環境負荷が高く、分解に時間がかかり、リサイクルは非経済的です。また、引火性が高く、有機溶剤への耐性が劣ります。

HIPSノッチ付きアイゾッド値：最小50.0 J/m²、最大350.0 J/m²

次期プロジェクトに最適な耐衝撃性プラスチックを選定

最適な耐衝撃性プラスチックを選ぶことは、次期生産ロットの性能と寿命を向上させます。タフな材料は、多大な物理的ストレス下でも長期間にわたりコンポーネントを保護します。

前述の材料は、耐衝撃性とタフさに加え、耐薬品性、成形性、寸法安定性、天然・人工化合物との相性など、コンポーネントを最適化する特性を兼ね備えています。経験豊富な製造パートナーは、製品チームが耐衝撃性プラスチック部品の材料選定に自信を持てるよう支援します。

Fast Radiusでは、信頼できる製造エキスパートチームが長年の経験を貴社の製品設計とプロセスに提供します。部品が極限条件下でタフさを維持する必要がある場合、設計と材料選定を最初から最適化できます。今すぐお問い合わせください。

耐食性、耐薬品性、耐加水分解性材料についてさらに知るには、Fast Radiusリソースセンターをご覧ください。

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