ポリカーボネート（PC）のCNC加工

家 » ポリカーボネート（PC）のCNC加工

科学技術は継続的に発展しています。 ポリカーボネート（PC） 機械製造において、ポリカーボネートはますます多くの用途で使用されています。ポリカーボネートは高性能プラスチックであり、建設、電子機器、自動車、医療、日用品など、幅広い分野で使用されています。優れた機械的特性、光学的特性、加工特性を備えているため、航空宇宙、電子機器、安全装備といった要求の厳しい分野で重要な役割を果たしています。次に、ポリカーボネートの加工にCNCを使用する理由について説明します。次に、ポリカーボネートの特性について説明します。さらに、ポリカーボネートのCNC加工に関するヒントもご紹介します。これは皆様の理解を深めるためのものです。それでは始めましょう！

ポリカーボネートとは？

ポリカーボネート（PC）は柔軟な熱可塑性プラスチックです。融点は一定ではなく、溶ける前に柔らかくなります。ポリカーボネートは通常、透明または黒色の帯状またはシート状で販売されています。さらに、高い光透過率を必要とする部品の場合、ポリカーボネートは通常のガラスよりも強度と柔軟性に優れた代替品となります。ポリカーボネートは軽量で、非晶質分子で構成されているため結晶性が低くなっています。ポリカーボネートは、プレキシガラスなどの他のプラスチックよりも耐熱性と耐衝撃性に優れています。

PCは、多くの優れた特性を持つ柔軟なエンジニアリングプラスチックです。ポリカーボネートには様々なグレードがありますが、一般的に以下の機械的特性を備えています。

破損や衝撃に対する高い耐性ポリカーボネートは非常に硬く、衝撃を受けても損傷しにくいことで知られています。そのため、高性能が求められる環境でよく使用されます。
紫外線耐性一部のポリカーボネートは紫外線耐性が非常に高く、直射日光下でも分解しません。
耐熱性と耐火性ポリカーボネートは140℃までの温度に耐えることができるため、繰り返し滅菌が必要な医療用途に最適です。
耐薬品性化学薬品に関しては、ポリカーボネートはアルコール、グリース、無機酸、脂肪族炭化水素に対して高い耐性があります。
優れた寸法安定性この熱可塑性樹脂は、0.6%から0.9%の間で大きな収縮がないため、ほとんどの場合、形状を維持します。
透明性と明確さポリカーボネート樹脂は非晶質構造のため、高い透明性と透明度を備えています。また、90%の光を透過し、屈折率は1.548です。そのため、ガラスの代替品として人気があります。

ポリカーボネートの一般的な種類

ポリカーボネートには様々なグレードがあり、それぞれに独自の機械的特性があります。グレードによって適した用途も異なり、用途によっても異なります。CNC加工では、以下のタイプのポリカーボネートが一般的に使用されます。

汎用ポリカーボネート

このポリカーボネートは非常に強靭で、透明性に優れています。汎用ポリカーボネートは表面が滑らかで美しい外観を誇ります。また、耐紫外線性にも優れているため、屋外での使用にも最適です。

ガラス充填ポリカーボネート

このポリカーボネートは非常に強度が高く、高い衝撃強度と靭性を備えています。金属やエンジニアリングプラスチックの理想的な代替品です。10-40%ガラス繊維を添加することでさらに強度が強化されており、工業用部品の製造において金属の代替として使用できます。

機械グレードのポリカーボネート

このポリカーボネートは寸法安定性に非常に優れており、優れた電気特性、高い弾性率、耐衝撃性を備えています。機械グレードのポリカーボネートで作られた部品は、多くの作業が必要となる用途でよく使用されます。

AMGARDTM ポリカーボネート

AMGARDTMポリカーボネートは、独自の工業用プラスチックです。銀イオンを含有し、表面における微生物の増殖を抑制します。このポリカーボネートは、医療機器や器具、防護シールドなど、細菌やカビの付着を防ぐ表面処理が求められる製品の製造に最適です。

TUFFAKポリカーボネート

TUFFAKは、ガラスの2倍の強度を持つ柔軟なポリカーボネート樹脂です。CNC加工や熱成形など、様々な方法で製造できます。TUFFAKポリカーボネートは寸法安定性に優れ、接着剤、塗料、溶剤との適合性も優れています。

CNC 加工にポリカーボネートを使用する理由は何ですか?

優れた機械的特性

ポリカーボネートは強度と剛性に優れ、切削時の切削力と圧力に耐えることができます。これにより、加工部品の寸法と形状の精度が維持されます。

優れた靭性

ポリカーボネートは強靭です。ひび割れや破損が起こりにくいため、加工時の安定性と安全性を確保します。特に複雑な形状の加工においてその威力を発揮します。

優れた寸法安定性

ポリカーボネートは、温度や湿度の変化にも耐え、形状を良好に保ちます。この安定性により、加工された部品は適切なサイズと形状を維持します。温度や湿度が変化しても、寸法の変化はわずかです。これにより、加工精度を維持することができます。

透明性が高い

ポリカーボネートは透明です。透明または半透明の部品に加工できます。滑らかで美しい部品は透明素材から作られるため、目視検査が必要な部品や光学部品に広く使用されています。透明部品や光学部品の製造に最適な素材です。

優れた温度適応性

ポリカーボネートは高温下でも形状を維持し、良好な動作を維持します。連続使用温度範囲は通常-40℃～120℃ですが、短時間であれば140℃まで耐えることができます。この耐熱性により、ポリカーボネートは高温環境での使用に適しています。例えば、自動車のランプシェード、電子機器の筐体、照明器具などです。

一方、ポリカーボネートは低温下でも優れた靭性と耐衝撃性を維持します。-40℃という低温下でも強度を保ちます。そのため、寒冷地での使用に適しています。例えば、屋外機器や航空宇宙部品などに用いられます。

良好な加工性

ポリカーボネートは加工が容易です。標準的なCNC加工機で、切断、穴あけ、フライス加工など、簡単な加工が可能です。また、CNC加工により、複雑な形状や構造物も容易に加工できます。 CNC加工 幅広いプロセスパラメータにおいて最終製品の品質を保証します。また、ポリカーボネートは加工中に過度の熱や摩耗を発生しないため、工具寿命が長くなります。

ポリカーボネートの優れた加工性

CNC 加工において、ポリカーボネートはいくつかの優れた加工特性を示します。

低切削力要件: ポリカーボネートは比較的柔らかいため、切削加工時に必要な切削力が少なく、工作機械への負荷を軽減し、工具寿命を延ばし、エネルギー消費を削減します。
高精度成形： 高精度加工が可能で、寸法安定性も優れています。さらに、加工部品の寸法偏差も小さく、より高い精度が求められる用途のニーズにも応えることができます。
良好な表面仕上げ: 加工後の表面は滑らかで平坦であり、粗度も低くなっています。また、後加工をほとんど必要とせず、良好な外観が得られます。
工具摩耗が少ない: ツールの摩耗が少ないため、ツールの交換頻度とコストが削減されます。
優れた熱安定性： 加工プロセス中に発生する熱は加工性能に比較的影響が少なく、加工精度と表面品質の維持に役立ちます。

優れた機械的および光学的特性

現在、CNCマシンではポリカーボネートが好んで使用されています。これは主に、ポリカーボネートが優れた機械的特性と光学的特性を備えているためです。

機械的特性

耐衝撃性: ポリカーボネート（PC）は、優れた耐衝撃性を備えた強靭な素材です。つまり、PC素材は高応力環境や衝撃環境下でも、その完全性と構造安定性を維持します。この特性により、CNC加工されたPC部品は、高い耐久性と耐損傷性を備えています。
熱安定性: PC材料は熱的に安定しており、高温下でも機械的特性を維持します。熱変形温度は通常110～150℃です。つまり、CNC加工時にPC材料が熱によって変形したり損傷したりすることはありません。
電気絶縁: PC材料は優れた電気絶縁性を備えており、電子・電気用途に最適です。CNC加工においては、この特性によりPC部品は電流と電圧を分離し、装置の安全性と安定性を維持します。

光学特性

高い透明性： PC材料は光透過率が高く、90%以上の光透過率を有しています。そのため、PC部品は光学部品や透明ハウジングの製造といった用途において明確な優位性を有します。この透明性はCNC加工においても維持されるため、優れた光学特性を持つ最終製品が得られます。
高屈折率： PC材料は屈折率が約1.585～1.586と高屈折率材料です。この高い屈折率により、PCは透明になります。ガラスなどの高価な材料を代替することで、コスト削減につながります。
耐光性: PC材料は優れた耐光性を備え、長期間の紫外線照射下でも透明性を維持し、経年劣化にも効果的に耐性します。そのため、屋外環境や長期間の光照射を必要とする用途において、PC部品に高い耐久性をもたらします。

CNCによるポリカーボネート加工の利点

多様な処理オプション: ポリカーボネートは、 さまざまなCNC加工プロセスフライス加工、旋削加工、穴あけ加工、切削加工など、幅広い加工に対応しています。これにより、シンプルなフラットベッド加工から複雑な3D構造物の製造まで、様々な製造アプリケーションで優れた性能を発揮します。
高い加工効率： 高度な自動化と、迅速かつ連続的な加工能力により、生産性が大幅に向上します。これは、大量生産やラピッドプロトタイピングに非常に有利です。
内部応力の発生が少ない： CNC加工中、ポリカーボネートは内部応力を受けにくいため、加工後の部品の変形リスクが低くなります。これは、高い寸法安定性が求められる用途にとって非常に重要です。
高い精度と一貫性： 非常に高い寸法および形状精度を実現できるため、機械加工された各ポリカーボネート部品は高い一貫性を保ち、厳格な業界標準および設計要件を満たすことができます。
複雑な形状処理能力: 複雑な形状のポリカーボネート部品も簡単に製作できます。内部構造や外形など、設計に正確に一致する形状を再現します。
優れた表面品質: CNC で機械加工された部品の表面は滑らかで平らなので、後続の表面処理工程の必要性が減り、時間とコストを節約できます。
高い材料利用率： 正確なプログラミングと加工パスプランニングにより、材料の無駄を最小限に抑え、生産コストを削減できます。
再現性: CNC加工では、プログラミングと設定が同じであれば、同じ部品を何度でも生産できるため、製品品質の安定性が確保され、生産効率が大幅に向上します。

CNC加工ポリカーボネート部品の用途

電子・電気機器分野： ポリカーボネートは強度と絶縁性に優れており、電気コネクタ、端子、その他の絶縁部品の製造に適しています。これらの部品は、電気システムの安全性と信頼性を確保します。
自動車分野: ポリカーボネートは強度と耐熱性に優れており、自動車のヘッドライトカバー、テールランプカバー、計器盤などの製造に適しています。これらの部品は耐久性と優れた光学性能が求められます。
工事： ポリカーボネートは透明で耐候性に優れています。これらの特性は、建築物の透明な屋根、照明カバー、窓などに最適です。自然光を取り入れ、エネルギーを節約します。
医療機器: ポリカーボネートは生体適合性と滅菌性に優れているため、手術器具、注射器、診断機器の製造に適しており、医療現場での安全な使用を保証します。
航空宇宙: 航空宇宙分野では、ポリカーボネートは航空機の窓やハッチに使用されています。軽量で耐衝撃性に優れているため、飛行の安全と効率を保っています。
光学分野： ポリカーボネートは優れた光学特性を有しており、カメラレンズなど、様々な種類のレンズの製造に使用されています。

ポリカーボネート部品のCNC加工仕上げオプション

ポリカーボネートは傷がつきやすいため、様々な表面処理を施すことができます。これらの表面処理は、加工後のPC部品の物理的特性を向上させるのに役立ちます。これにより、実用用途に適したものになります。以下は、ポリカーボネートの表面処理の一例です。

機械加工

機械加工は一般的で安価な加工方法です。加工後の部品がそれ以上の加工を必要としない場合に適しています。機械加工された部品には、表面に微細な工具痕や傷が残る場合がありますが、より安価で迅速な生産方法です。

ポリカーボネート部品は、機械加工では光学的に透明な表面を得ることができませんのでご注意ください。ダイヤモンド工具を用いた機械加工により、光学的に透明な表面を実現できます。そのため、お見積もりの際に、お客様に直接この表面処理をご依頼いただく必要があります。これにより、加工コストが増加する可能性があります。

スチーム研磨

CNC工作機械で加工された部品には、目に見える工具痕が残ることが多く、製品の外観を損なわせることがあります。機械加工されたポリカーボネート部品の傷や工具痕を除去するには、蒸気研磨がよく用いられます。これは、部品を溶液に浸すことで、部品の表面と反応して溶解させます。すると材料が流動し、工具痕が目立たなくなります。

CNC加工されたポリカーボネート部品の表面は通常透明です。しかし、加工工程で溶融すると、ほぼ不透明になることがあります。部品の加工後、蒸気研磨は表面を滑らかにし、均一な高光沢または完全に透明な外観を得る優れた方法です。ただし、この表面処理は光学的に透明である必要がある部品には適していません。

研磨

この工程は、機械加工されたポリカーボネート部品の表面における工具痕の外観を改善します。高速回転するコットン研磨ホイールを用いて部品の表面を滑らかにします。この方法は、外面が滑らかな大型部品の加工に最適です。ただし、機械加工されたポリカーボネート部品に対して、研磨は蒸気研磨と同じ研磨効果をもたらしません。

傷防止コーティング

ポリカーボネートの欠点の一つは、傷がつきやすいことです。CNC加工されたポリカーボネート部品にはコーティングを施すことができます。これにより、傷がつきにくくなり、光学的な透明性が向上します。

ポリカーボネートのCNC加工に関する専門家のヒント

現在、ポリカーボネートの応用分野はますます広がっています。Yonglihao Machineryは長年にわたりCNC加工および製造に携わってきた企業であり、ポリカーボネートのCNC加工において豊富な経験と技術を有しています。ポリカーボネート加工のヒントをいくつかご紹介します。

ツールの選択

機械加工の際は、鋭利な工具を使用してください。これにより、滑らかな切削が可能になり、剥離やバリの発生を抑えることができます。ポリカーボネートの加工に適した工具材質を選ぶ必要があります。例えば、タングステン鋼や高速度鋼などが適しています。

適切な切断パラメータを選択する

切断パラメータは、加工効率と製品品質に影響を与える重要な要素です。ポリカーボネートの場合、適切な切断パラメータを設定することで、加工速度を向上できます。また、良好な製品品質も確保できます。一般的に、ポリカーボネートの切断速度は適度な速度、通常は2500～3000 RPMが適切です。速度が速すぎると材料が過熱して溶解し、速度が遅すぎると切断がスムーズに行われません。

さらに、適切な送り速度は、材料の振動や削れを最小限に抑えます。推奨送り速度は800～1200 mm/分です。ただし、加工要件と工具の選択に合わせてパラメータを調整してください。また、材料の割れや工具の過熱を防ぐため、各切削の深さは浅くする必要があります。通常、0.5～2 mmの切込み深さが推奨されます。ただし、最適な切削パラメータは固定ではなく、工具の摩耗、PC材料の特定の組成と特性、および加工要件に応じて選択する必要があることに注意してください。

冷却剤の使用

工具の冷却にはクーラントを使用します。クーラントは摩耗を軽減し、表面品質を向上させます。クーラントの選択は、プラスチックの特性に基づいて行う必要があります。また、加工ニーズにも合致する必要があります。

ツールパス計画

切削力と応力を回避するために工具パスを計画し、力の集中を最小限に抑えます。切削深さを段階的に深くすることで、加工品質を向上させることができます。

クランプと固定

加工中にポリカーボネートを固定するには、真空吸盤、クランプ、または両面テープを使用します。これらは材料のずれを防ぎます。また、クランプポイントを増やすことで材料の振動を軽減します。振動抑制シムを使用することもできます。これらの対策により、スムーズな切削と表面品質を確保できます。

治療後

必要に応じて後処理を行います。研磨とサンディングが含まれます。これらの工程により、機械加工面の仕上がりと品質が向上します。表面仕上げを向上させるために、目の細かいサンドペーパーや研磨ペーストを使用して表面を研磨することもできます。

結論

ポリカーボネートのCNC加工は、現代の製造業において重要なツールです。これは、その優れた強度と加工柔軟性によるものです。優れた部品を製造できるだけでなく、製品の質を向上させることも可能です。これは、より優れた加工と後処理によって実現されます。科学技術は進歩し、加工技術も成熟しています。CNC加工によるポリカーボネートは、まもなく独自の利点と幅広い用途を示すでしょう。多くの業界にとって、より優れた、より迅速なソリューションを提供することになるでしょう。ポリカーボネート製の部品が必要な場合は、Yonglihao Machineryまでお問い合わせください。喜んでお手伝いし、専門的な加工ソリューションと製品をご提供いたします。

CNCフライス加工とCNC旋削加工の違い

CNC加工とSLS 3Dプリント

専門家による設計と製造のヒントを入手するには購読してください