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2025 3.11

樹脂切削加工とは?特徴や種類、メリットを徹底解説

樹脂切削加工とは?特徴や種類、メリットを徹底解説

 

樹脂切削加工とは?

樹脂切削加工とは、プラスチックや樹脂素材を切削工具(フライス盤、旋盤、CNC加工機など)を用いて削り出し、目的の形状に加工する方法です。金属加工と同じように精密な寸法で加工が可能であり、試作品や少量生産向けに広く活用されています。

 

 

切削樹脂加工の特徴

 

高精度な加工が可能

CNC旋盤やフライス加工機を使用することで、ミクロン単位の精度で加工ができる。公差管理が必要な部品や、複雑な形状の加工にも対応。

小ロットや試作品に最適

射出成形のように金型を作る必要がないため、少量の製品でもコストを抑えられる。試作品やカスタムパーツの製作に適している。

多様な樹脂材料が使用可能

ABS樹脂、アクリル(PMMA)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、フッ素樹脂(PTFE)、PEEK、ナイロン(PA)など、様々な樹脂の加工が可能。

機械加工の自由度が高い

3D形状の加工や薄肉加工、ねじ切り加工などが可能。金属と異なり、軽量かつ耐薬品性・絶縁性を持つ部品を製作できる。

切削樹脂加工の主な方法

 

「樹脂の切削加工には、さまざまな技法が用いられます。フライス加工では平面の整形や溝の加工を行い、旋盤加工では円筒形状の部品を削り出します。CNC加工を活用すれば、より複雑な形状や精密な寸法管理が可能になります。さらに、ドリル加工による穴あけや、ネジ切り加工によるねじ山の形成、レーザー加工による切断や刻印など、それぞれの加工法には適した用途があります。加工方法の違いを理解することで、適切な技術を選択しやすくなります。」

1. フライス加工(ミリング加工)

回転する刃(エンドミル)を使い、樹脂の表面を削りながら形を整える方法。平面を出したり、溝を掘ったり、複雑な形状を作るのに適している。刃が高速回転しながら材料を削るため、表面が滑らかに仕上がるのが特徴。

 

2. 旋盤加工(ターニング加工)

円筒状の樹脂素材を回転させながら、刃物を当てて削る方法。円柱形状や円盤形の部品、ネジ加工が得意。高速回転する素材に工具を当て、少しずつ削りながら寸法を調整していく。精密なシャフトや軸の製作に用いられる。

 

3. CNC加工(コンピュータ制御切削)

コンピュータプログラムを用いて、自動で樹脂を削る加工方法。フライス加工や旋盤加工と組み合わせ、3D形状や高精度な部品の製作が可能。データ通りに加工できるため、試作品や複雑な構造の製品を作る際に活用される。

 

4. ドリル加工(穴あけ加工)

樹脂に円形の穴を開ける加工方法。回転するドリルを使い、ネジ穴やボルトを通すための穴を開ける。深さや径を調整しながら加工できる。薄い板から厚みのある部品まで、さまざまな用途に適用される。

 

5. ネジ切り加工(タッピング・ねじ加工)

樹脂にネジ山を刻む加工。ボルトやビスと組み合わせるために、内部や外周にねじ溝を作る。旋盤やタップを使い、手動・自動どちらでも加工できる。機械部品や組み立て部品に必須の工程。

 

6. レーザー加工

レーザー光を使い、樹脂を切断したり表面に刻印を入れたりする方法。

摩耗しやすい工具を使わずに、非接触で加工できるため、微細な文字彫刻やロゴ入れにも使われる。熱による影響を最小限に抑えた精密加工が可能。

 

切削加工の作業工程
 
樹脂加工の工程は、設計から出荷までいくつかの段階を経て進められます。まず、CAD/CAMを用いた設計と製作方法の検討を行い、適切な材料の選定と準備を進めます。次に、NC旋盤やマシニングセンターをセットアップし、加工に適した環境を整えます。加工段階では、旋盤・フライス・CNCなどの切削技術を駆使し、部品の形状を作り出します。仕上げ処理では、バリ取り・研磨・塗装を施し、品質を向上させます。最終的に、検査・品質管理を行った後、梱包・出荷という流れで製品が完成します。各工程を適切に管理することで、精度の高い樹脂製品が生み出されます。

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樹脂の切削加工で使われるプラスチックの種類

プラスチックは、用途や特性に応じて大きく、汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック(エンプラ)、スーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)の3種類に分類されます。汎用プラスチックには、軽量で耐薬品性に優れたPP(ポリプロピレン)や、耐衝撃性の高いPE(ポリエチレン)などがあり、日用品から工業用途まで幅広く使われています。エンプラは、機械的強度や耐熱性に優れた素材で、例えばPOM(ポリアセタール)やPC(ポリカーボネート)があり、精密部品や構造材料に利用されます。さらに、スーパーエンプラは、より過酷な環境下でも使用可能な高性能樹脂で、耐熱性・耐薬品性を持つPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やPTFE(テフロン)**などが代表的です。それぞれの特性を理解することで、適切な素材を選択しやすくなります。

汎用プラスチック

  • PP(ポリプロピレン):軽量・耐薬品性
  • PE(ポリエチレン):耐衝撃性・耐水性
  • PVC(ポリ塩化ビニル):耐薬品性・耐久性
  • PS(ポリスチレン):食品容器などに利用

 

●エンジニアリングプラスチック(エンプラ)

  • POM(ポリアセタール):高強度・耐摩耗性
  • PA(ナイロン):耐熱性・耐摩耗性
  • PC(ポリカーボネート):透明性・耐衝撃性
  • PET(ポリエチレンテレフタレート):食品包装・医療用途

 

スーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)

  • PEEK(ポリエーテルエーテルケトン):耐熱性・耐薬品性
  • PTFE(テフロン):耐薬品性・摩擦低減
  • PPS(ポリフェニレンスルファイド):耐熱性・耐薬品性

 

樹脂切削加工は高精度・高耐久性・自由な設計が可能

 

「樹脂切削加工は、高精度・高耐久性・自由な設計が可能な加工技術として、多くの産業で活用されています。加工方法や使用する樹脂の特性を理解することで、目的に合った最適な部品を製作できます。

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