熱可塑性プラスチックの CNC 加工: 包括的なガイド

熱可塑性プラスチックの CNC 加工

熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックという 2 種類のプラスチックについては、すでにご存知かもしれません。基本的な違いは、熱硬化性プラスチックは加熱後に再成形できないのに対し、熱可塑性プラスチックは溶かして再成形できるという点です。

プラスチックは重要な部品です CNC素材、CNC 加工プロジェクトにはさまざまなプラスチックが利用可能です。 熱硬化性樹脂と熱可塑性プラスチックは両方とも CNC 加工操作と互換性がありますが、この記事では熱可塑性プラスチックについて説明します。 特性、加工方法、メリット、用途などをご紹介します。

熱可塑性プラスチックとは何ですか?

熱可塑性プラスチックは、加熱しても特性が変化しないポリマー樹脂の混合物です。加熱すると柔らかくなり、冷却しにくくなります。熱可塑性プラスチックは、溶融後も元の物理的、機械的、化学的特性をすべて保持したまま再成形できます。

熱可塑性プラスチックは、機械的強度、耐衝撃性、機械加工性、耐食性、化学的不活性、およびその他の多くの有益な特性を備えています。

CNC 加工における一般的な熱可塑性プラスチック

CNC加工プロジェクトでは、部品の要求仕様と用途に応じて、さまざまな熱可塑性プラスチックが使用されます。各熱可塑性プラスチックには、独自の利点と特性があります。CNC加工で最も頻繁に使用される熱可塑性プラスチックは次のとおりです。 ABS、PMMA、PVS、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン。

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熱可塑性プラスチックの特性

熱可塑性プラスチックは、酸性またはアルカリ性の化学物質と反応せず、優れた強度、靭性、耐久性を備えているため、多くの用途に適した CNC 材料です。さまざまな熱可塑性プラスチックの特性について、さらに詳しく説明しましょう。

• 機械的強度

熱可塑性プラスチックは、ほとんどの金属や合金よりも強度が低いですが、軽量であるため金属に匹敵します。多くの場合、熱可塑性プラスチックは、CNC 加工プロジェクトで強度を高めるために繊維やガラスで強化されています。ただし、これは熱可塑性プラスチックの種類によっても異なります。たとえば、PE は機械的強度が低く、ABS やアクリルは強度が高くなります。

• 衝撃強さ

熱可塑性プラスチックは、物理的および機械的特性を失うことなく衝撃荷重に耐えることができます。 熱硬化性プラスチックは衝撃荷重により破壊される可能性がありますが、熱可塑性プラスチックは破壊現象に高エネルギーを必要とします。

POM加工: ポリオキシメチレン (POM) は、高衝撃強度に優れた熱可塑性プラスチックです。 繰り返しの衝撃荷重に対して優れた性能を発揮します。 さらに、動作環境の温度は熱可塑性プラスチックの衝撃強度に影響します。

• 硬度

熱可塑性プラスチックは適度な硬化特性を持ち、CNC 加工作業中にひび割れや欠けが生じるのを防ぎます。さらに、CNC 加工された熱可塑性プラスチック部品は耐摩耗性が高くなります。

• 化学的適合性

化学的適合性は、熱可塑性プラスチックが多くの CNC 加工手順よりも優れている重要な特性です。強い化学物質 (酸やアルカリ) とは反応しません。

熱可塑性プラスチックの中には、ナイロン、アクリル、デルリンなどの天然の潤滑性を示すものもあります。これらのプラスチックの滑りやすい性質は、さまざまな用途で役立ちます。 食品加工 & 医療アプリケーション.

• リサイクル性

熱可塑性プラスチックは完全にリサイクル可能で、溶かして型で成形することで再生できます。リサイクルされたプラスチックは、元の特性をすべて保持します。

• 湿気と電気絶縁

水分を吸収せず、優れた防水性を発揮するため、熱可塑性プラスチックは海洋やその他の防水用途に幅広く役立ちます。

熱可塑性プラスチックは、変形することなく高電圧に耐えることができます。 電気および電子用途における電気絶縁に最適です。

熱可塑性プラスチックの特性 (熱可塑性プラスチック - 物理的特性、2005)

CNC 加工に適した熱可塑性プラスチックを選択するには?

CNC 加工プロジェクトに使用する熱可塑性プラスチックの選択は、次のようないくつかの要因によって決まります。求められる特性、仕様、特長、用途、コスト。

最初のステップは、特定の用途に必要な特性を特定することです。目的の部品の機能に不可欠なすべての物理的、機械的、化学的特性をリストします。さらに、特性をリストする際には、動作条件とパフォーマンスを考慮することも重要です。

• ABS

ABS CNC加工ABS は、優れた耐衝撃性を備えた、強くて硬い素材です。CNC 処理後、滑らかな表面が残ります。さらに仕上げが必要な場合は、金属化と電気メッキの手法で表面を仕上げることができます。ABS は、自動車、航空宇宙、電子機器など、さまざまな業界で使用されています。

• デルリン

デルリンの加工デルリンは軽量、機械的強度、化学適合性、電気・熱絶縁性に優れていることで知られています。自動車、家電、電子機器、フィッティングなど、さまざまな業界で使用されています。

• PMMA

PMMA は、ガラスの代わりに CNC 加工作業で使用される硬質で透明な熱可塑性プラスチックです。

高い化学的不活性性、耐摩耗性、耐候性、衝撃強度を備えています。 PMMA は、窓、自動車部品、薬物検査装置、建築部品、電子部品にとって最適な材料の選択肢となる可能性があります。

• Polycarbonate

ポリカーボネートは、CNC 加工プロセスで高い寸法安定性を維持する、複雑で扱いにくい透明なエンジニアリング熱可塑性プラスチックです。他の熱可塑性プラスチックとは異なり、PC は傷がつきにくく、化学適合性があります。自動車、照明、光学機器、電子機器などの業界で重要な役割を果たしています。

• PVC

PVC は、CNC 加工プロジェクトで広く使用されている熱可塑性プラスチックの 1 つです。硬くて軽量で、天候に左右されず、本質的に難燃性を持つ強力な素材です。PVC は、配管、医療部品、自動車の内装、履物、梱包など、さまざまな用途に使用されています。

ツールパスの選択

材料を選択した後、3D モデルに従ってツール パスを固定することが重要です。正しいツール パスにより、最短ルートと表面仕上げの品質が保証されます。ツール パスを選択するには、CAM ソフトウェアを使用するのが最善の方法です。

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熱可塑性プラスチックの機械加工プロセス

ABSのCNC加工

熱可塑性プラスチックは一般的な機械加工が可能です。 CNC加工ツール 硬い鋼で作られています。 送り速度と切削速度は、加工品質に影響を与える 2 つの重要な変数です。 ただし、熱可塑性プラスチックの旋削には、C-XNUMX グレードの超硬工具が必要になる場合があります。

その 被削性 熱可塑性プラスチックの材質も機械加工部品の品質に影響します。 機械加工のステップに入る前に、これを考慮する必要があります。 さまざまな熱可塑性プラスチックの加工条件を以下の表に示します。

熱可塑性プラスチックの回転変数

この表は、すべての熱可塑性プラスチックに、逃げ角、すくい角、切削速度、送り速度などの異なる加工パラメータがあることを示しています。熱可塑性プラスチックはそれぞれ、強度、硬度、加工度が異なります。

表面仕上げオプション

CNC加工された熱可塑性プラスチック部品には、満足のいく 機械加工そのままの表面仕上げただし、多くの用途では、さらに表面仕上げプロセスが必要になる場合があります。熱可塑性部品の表面仕上げにより、ツールマーク、バリ、小さな欠けがなくなり、滑らかで光沢のある表面が得られます。

ビード ブラスト、バリ取り、研磨、メタライゼーション、エッチングは、CNC 加工された熱可塑性プラスチック部品の表面仕上げによく使用される方法です。ただし、熱可塑性プラスチックの種類によっては、特別な表面仕上げを採用してより良い結果を得ることもできます。

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たとえば、炎研磨では、アクリルの物体の表面に中程度の炎の熱を加えることで、光沢のある滑らかな表面を作り出します。

優位性

熱可塑性プラスチックの CNC 加工には、精度、複雑な形状、コスト効率など、さまざまな利点があります。

• 精度

熱可塑性プラスチックは機械加工性に優れているため、厳しい公差で加工できます。高度な CNC マシンでは、公差が ±0.002 mm という低い熱可塑性プラスチック部品を作成できます。また、精度が高いため、同一の熱可塑性プラスチック部品を大量生産することもできます。

• 複雑な形状

熱可塑性プラスチックは、CNC 加工を使用して複雑な形状を作成するために使用できます。これは、他のプラスチックや技術では作成するのが難しいものです。CNC 技術のコンピューター制御メカニズムにより、ツールの動きを制御でき、正確な加工が可能になります。

• 費用対効果

熱可塑性プラスチックは生産速度が速く、コストが低いため、コスト効率の高いプロセスとなっています。金属や合金と比較すると、熱可塑性プラスチック部品は CNC 加工で作成する方がコストが低くなります。

• なめらかな仕上がり

CNC 機械加工で作成された熱可塑性プラスチック部品は、射出成形などの他の製造アプローチと比較して滑らかな表面を保ちます。さらに、粗いエッジを残しません。

用途

さまざまな熱可塑性プラスチックは、CNC 加工された後、さまざまな業界で使用されています。軽量で強度と靭性に優れているため、自動車、航空宇宙、電気、電子、配管、家電製品など、さまざまな業界に最適です。

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熱可塑性プラスチックは CNC プロトタイピングの頼りになるオプションですか?

熱可塑性プラスチックは、軽量で低コストの材料であり、機械加工性、強度、靭性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐腐食性に優れています。これらの特性により、自動車、航空宇宙、医療、電子機器、石油・ガス、食品加工など、さまざまな業界の部品や製品の試作に最適です。

思慮深いプロトタイピング プロセスには、迅速な生産、低コスト、および正確さが求められます。 プラスチックCNC加工 熱可塑性プラスチックはこれらすべての要件に対応します。

結論

熱可塑性プラスチックは CNC 機械加工プロセスと非常によく連携し、 プロトタイプ (NAIST) と 大量生産。 多用途の物理的、機械的、化学的特性は、さまざまな用途に有益です。

プロリーンは熱可塑性プラスチックの大量生産と試作において20年以上の経験があります。XNUMX種類以上のプラスチックオプションから高精度の部品を製作できます。 プラスチック加工サービス プロジェクトの場合は、設計図をお送りください。数日以内に部品がご自宅に配送されます。

よくある質問

熱可塑性プラスチックの重要な特性は何ですか?

熱可塑性プラスチックは、強度、靱性、耐衝撃性、耐摩耗性に優れた、低コストで機械加工性の高い材料です。 ABS、PMMA、PVS、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレンは、CNC 加工で頻繁に使用される熱可塑性プラスチックです。

熱可塑性プラスチックの CNC 加工条件は何ですか?

熱可塑性プラスチックの CNC 加工では、高い切削速度、中程度の送り速度、硬鋼工具、および適切な工具位置 (熱可塑性プラスチックの特定の種類に応じて) を使用すると、最良の結果が得られます。

熱可塑性 CNC 加工の用途は何ですか?

CNC 加工された熱可塑性プラスチック部品は、自動車、航空宇宙、医療、防衛、石油・ガス、食品加工、エレクトロニクス、電気産業で使用されています。

熱可塑性 CNC 加工の利点は何ですか?

熱可塑性プラスチックの CNC 加工には、高精度、複雑さ、再現性、コスト効率など、多くの利点があります。

参考文献

1. とします。 プラスチック旋削加工ガイドライン。 Curbell Plastics、https://www.curbell Plastics.com/ より。
2. とします。 熱可塑性プラスチック – 物理的特性。 https://www.engineeringtoolbox.com/ から。