プラスチック(樹脂)加工とは|加工方法の種類
プラスチック(樹脂)加工は部品を製作するために、プラスチックに対して行う加工全般を意味します。プラスチック加工には機械加工、3D造形、成形などの、多くの種類があります。形状や納期、ロットによって最適な加工方法は変わるため、加工方法の選定には適切な判断が必要です。
部品加工に樹脂素材を使用するメリットは、主に軽さにあります。金属の素材に比べて非常に軽く、部品の軽量化による省エネルギー化を期待することができます。耐熱性・強度に優れた樹脂素材の開発により、金属素材からの置き換えが進んでいます。
例えば、PEEKやPPSなどのスーパーエンジニアリングプラスチックです。これらは耐熱性や強度が従来の素材よりも大幅に強化されています。金属素材には劣りますが、それに追随するほどの性能があり、さらに軽量です。
プラスチック加工は「形状を変えるプラスチック加工」と「性質を変えるプラスチック加工」に大別されます。
前者は機械加工や3D造形などが分類されます。素材を削ったり溶かして積み上げることで、図面通りの形状を作り上げます。後者はフッ素樹脂コーティングやめっきのように、素材の表面の性質を化学的な処理により変える加工です。
形状を変えるプラスチック加工
形状を変えるプラスチック加工には、「機械加工」「3D造形」「成形加工」の3つがあります。
機械加工
プラスチックの機械加工には切削加工と研削加工の2つの加工方法があります。
切削加工は工作機械を使って素材を削ることで形状を作り出す加工方法です。加工できる素材が多く、精度とコストのバランスに優れています。初期投資が少なく、特注部品や試作の小ロット生産に適しています。
研削加工は砥石を使って切削痕を除去する加工です。プラスチック加工においてはバフ研磨がこれにあたります。表面の凹凸を無くし、見た目を整えることができます。
プラスチック加工方法一覧(当社コーポレートサイト)
3D造形
3D造形は素材を積層することで、形状を作り出す加工方法です。形状の自由度が高く、完成までの期間も比較的短い特徴があります。また、必要分の素材を形状として積み上げていく加工であるため、切削加工に比べて無駄になる素材を抑えられます。
成形加工
溶かした樹脂素材を金型に流し込み、冷却して固化させる加工です。大量生産に適した加工方法で、金型製作の初期費用はかかりますが、1個当たりの加工費はほとんどの場合、他の加工方法よりも安くなります。また、形状の自由度も比較的高いです。
性質を変えるプラスチック加工
性質を変えるプラスチック加工は、主にめっきやフッ素樹脂コーティングなどの表面処理です。表面硬度や耐食性、耐熱性の付与を目的とします。
めっきは素材の表面に金属の薄膜を形成します。金属特有の光沢をプラスチック加工品に付与することができると同時に、強度の向上にも繋がります。フッ素樹脂コーティングは素材の表面に摺動性や耐薬品性を付与し、部品を保護します。
プラスチックは金属と比べると融点が低い素材です。そのため、表面処理の種類は限られます。また、得られる効果も限定的です。性能よりも付加価値を上げるための表面処理が多いです。
Point
プラスチック加工は軽く強度の高い素材を扱えることが大きなメリットです。加工方法には多くの種類があり、形状やロット、納期によって最適な加工方法は変わります。加工の特徴を押さえることが品質向上とコストダウンに繋がります。
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