「樹脂を取り扱っているのだが、金属や木材のように切削加工はできないのだろうか」
上記のようにお考えの方に、紹介したいのが樹脂切削加工です。
実は、金属や木材ではない樹脂にも切削加工ができるのです。
そこで今回は、樹脂切削の加工方法や加工できる樹脂の種類について紹介します。
□樹脂切削加工とは何？
そもそも樹脂切削加工とはどういったものなのでしょうか。
ここでは樹脂切削加工とは何かについて紹介していきたいと思うので、ぜひ参考にしてください。
切削加工と聞くと、金属や木材がイメージとして挙げられるかと思います。
しかし、実際は、金属や木材に加えて樹脂も加工の対象となることがあります。
樹脂の切削加工では、樹脂の特徴に合わせて、加工の条件を設定する必要があります。
また、樹脂の切削加工は、切削加工の中でも最も難易度が高いと言われています。
なぜなら、加工時の摩擦による熱で樹脂が溶けてしまうためです。
もう少しわかりやすく説明しますね。
素材に熱が加えられるとその素材は膨張します。
そして、冷えると縮小しますよね。
加工時の温度変化によって素材の大きさは変化するのですが、樹脂はその調整が非常に難しいです。
反対に、既に完成した製品に対して、追加工という形で形状を調整できるという点は、樹脂の加工における大きなメリットと言えるでしょう。
また、小ロットからでもコストを上げることなく加工ができることもメリットです。
□切削加工の加工方法について
次は、切削加工の加工方法について見ていきたいと思います。
ここでは3つの方法を紹介します。
1つ目は、旋削加工です。
こちらはターニングと呼ばれることもあります。
工作物を回転させながら、工具を一定方向に動かして削っていく方法です。
基本的に、工作物は螺旋状に仕上がります。
工具の大きさや工具を挟み込む部分の形状はさまざまです。
切り込みを入れる際には、角度が非常に大切なのですが、工具の移動量が小さいほど精度は高くなります。
反対に、移動量が大きいほど精度は落ちます。
2つ目は、フライス加工です。
こちらはミーリングと呼ばれることもあります。
工作物をテーブルの上に固定して、工具を回転させることで加工をします。
テーブルと工具のそれぞれが移動するので、平面的な加工だけでなく、立体的な加工も可能です。
ハンドルやボタン、レバーを操作しなければならないので、作業項目は増えてしまうでしょう。
しかし、立体的な製品を作れるというのは、汎用性の高さに結びつきますよね。
3つ目は、穴あけ加工です。
こちらはドリリングと呼ばれることもあります。
ドリリングという言葉を聞くと、ドリルという工具が連想されますよね。
ドリルは2つの刃が螺旋状に連なっています。
ドリリングでは、工作物の深さと材質の硬さ、ドリルの強度が非常に大切です。
こちらの加工では、切り屑が発生しますので、その都度除去していく必要があります。
除去する方法としては、油を利用して屑が加工面に付着しない方法が一般的です。
しかし、穴が深ければ深いほど、ドリルの先端に油が行き届かなくなることがあります。
この場合は、ドリルの先端から油が噴き出るような構造が必要になるでしょう。
□樹脂加工に用いられる素材について紹介
最後に樹脂加工の際に用いられる樹脂の種類について紹介します。
そもそも樹脂とは、植物から採取できる樹液のことを指します。
この樹液は、天然樹脂と合成樹脂の2つに分けられます。
天然樹脂は植物由来の素材です。
マツやモミといった木の幹から分泌されるものです。
粘度が高く、空気に触れると揮発成分が揮発して固体化するという特徴があります。
水に溶けにくく、アルコールに溶けやすいというのも特徴的ですね。
合成樹脂は簡単にまとめると、プラスチックのことを指します。
石油を原料として、人工的に作られた素材のことを指します。
軽量であることや電気を通さないこと、薬品に強いことが特徴的です。
一方で、熱や衝撃には弱いです。
合成樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂に分けられます。
中でも熱可塑性樹脂は、汎用樹脂、エンプラ、汎用エンプラ、スーパーエンプラの4つに分けられます。
それぞれについて簡単に確認していきましょう。
熱硬化性樹脂とは、加熱し続けることで硬化する性質を有しています。
加熱することによって柔らかくなることはないので、成形は一度しかできません。
熱可塑性樹脂とは、加熱すると柔らかくなり、冷却すると固まる性質を有しています。
成形が非常に簡単で汎用性が高いです。
汎用樹脂は、日常生活で使用するプラスチック製品全般を指します。
ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどが代表的です。
加熱によって軟化する性質があります。
エンプラは、エンジニアリングプラスチックの略称です。
こちらは、工業用として、耐熱性や機械的強度を高めたものです。
汎用エンプラは、自動車や電子機器の部品に採用されることが多いです。
スーパーエンプラは、エンプラをさらに高性能にしたもので、より高い耐熱性と耐溶剤性を有しています。
□まとめ
今回は、樹脂切削の加工方法や加工できる樹脂の種類について紹介しました。
樹脂の切削加工や樹脂そのものについてご理解いただけたかと思います。
加工部品の調達をお考えの方は、当社までご連絡ください。