CNC加工は、金属部品の製造によく用いられる一般的な加工方法です。しかし、CNC加工はプラスチック部品の製造にも利用できます。プラスチックCNC加工は、利用可能なプラスチックCNC材料の種類が豊富なため、多くの産業で広く用いられています。さらに、コンピュータ数値制御（CNC）の導入により、加工精度と速度が向上し、厳しい公差が求められる部品の製造にも適したものとなりました。

 

8一般的なCNC加工材料

加工性に優れたプラスチックの多くは、様々な産業における部品や製品の製造に適しています。その用途は特性によって異なり、ナイロンなどの一部の加工性プラスチックは優れた機械的特性を備えているため、金属の代替として使用できます。以下に、カスタムプラスチック加工でよく使用されるプラスチックを示します。

 

1.PVC

ポリ塩化ビニル（PVC）は、様々なグレードと配合で入手可能な汎用性の高いCNC加工材料です。強度、耐久性、耐薬品性、耐湿性に優れていることで知られています。また、比較的安価であるため、幅広い用途で広く利用されています。

 

長所

PVCは、化学薬品や湿気に強い、丈夫で耐久性のある素材です。

様々なグレードや配合のものが用意されているため、幅広い用途に適しています。

PVCは比較的安価なので、費用対効果の高い選択肢となる。

加工が容易なため、迅速な試作や量産に適しています。

 

短所

PVCは剛性が高いため、加工が難しい場合があります。

他のCNC加工材料ほど耐熱性はありません。

PVCは加熱すると有害なガスを発生する可能性があるため、取り扱う際には適切な換気を行うことが重要です。

 

アプリケーション

PVCは、以下のような幅広い用途で使用されています。

• 自動車
• 建築・建設
• 医療機器
• パッケージ
• パイプと継手
• 消費者向け製品

 

PVCは汎用性が高く、価格も手頃なCNC加工材料であり、幅広い用途に適しています。その強度、耐久性、耐薬品性、耐湿性により、多くの産業にとって優れた選択肢となっています。

 

2.ピーク

ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、強度、靭性、耐薬品性に​​優れた高性能エンジニアリング熱可塑性樹脂です。電気絶縁性にも優れ、耐摩耗性も抜群です。PEEKは、航空宇宙、医療、自動車産業など、高温や耐薬品性が求められる用途で広く使用されています。

 

長所

PEEKは、幅広い種類の化学薬品や溶剤に対して耐性を持つ、丈夫で耐久性のある素材です。

耐摩耗性に優れ、電気絶縁性も良好です。

PEEKは260℃までの温度に耐えることができるため、高温が要求される用途にも適しています。

PEEKは加工が容易で、様々なCNC加工プロセスに使用できます。

 

短所

PEEKは比較的高価な素材である。

剛性が高いため、加工が難しい場合があります。

PEEKは加熱すると有毒ガスを発生する可能性があるため、取り扱う際には適切な換気を行うことが重要です。

 

アプリケーション

PEEKは、以下のような様々な用途で使用されています。

航空宇宙

医学

自動車

化学処理

石油とガス

 

PEEKは、幅広い用途に適した高性能エンジニアリング熱可塑性樹脂です。その強度、靭性、耐薬品性、耐摩耗性により、要求の厳しい用途にも適しています。

 

3.PTFE

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、非粘着性、耐薬品性、低摩擦性といった特性を持つ高性能熱可塑性樹脂です。食品加工、医療、航空宇宙産業など、これらの特性が不可欠な用途で広く使用されています。

 

長所

PTFEは、幅広い種類の化学薬品や溶剤に対して耐性を持つ非粘着性素材です。

優れた耐摩耗性と低摩擦性を備えているため、部品同士が滑らかに動く必要がある用途に最適です。

PTFEは優れた絶縁体であり、耐熱性、耐電気性にも優れている。

PTFEは加工が容易で、様々なCNC加工プロセスに使用できます。

 

短所

PTFEは比較的高価な素材である。

剛性が高いため、加工が難しい場合があります。

PTFEは加熱すると有毒ガスを発生する可能性があるため、取り扱う際には適切な換気を行うことが重要です。

 

アプリケーション

PTFEは、以下のような様々な用途で使用されています。

食品加工

医療機器

航空宇宙

化学処理

石油とガス

 

PTFEは、幅広い用途に適した高性能熱可塑性樹脂です。その非粘着性、耐薬品性、低摩擦性、耐熱性により、要求の厳しい用途にも適しています。

 

4.ポリエステルエーテルエラストマー（POM）

POMは、耐熱性、耐薬品性、機械的特性、電気的特性に優れたエンジニアリングプラスチックです。機械的特性は優れていますが、化学的安定性に欠け、グリース、アルコール、その他の化学溶剤に弱いという欠点があります。さらに、純粋なPOM（添加剤を含まないPOM）は熱安定性が低く、炎を取り除いた後もプラスチックポリマーが燃焼し続けます。

 

長所

低密度ながら高い機械的強度

加工が容易で、ラピッドプロトタイピングに人気の素材の一つです。

・融点が低く、3Dプリンティングや射出成形などのラピッドプロトタイピングプロセスに適している。

- 高強度

長寿命で耐久性に優れている

- 価格は比較的安い

 

デメリット

加熱すると有毒な熱可塑性樹脂の蒸気が発生するため、換気が必要です。

・融点が低いため、CNCマシンから発生する熱により変形が生じる可能性があります。

 

応用

- ギア、ベアリングなどの自動車部品

- モーター、スイッチなどの電子部品

カテーテルやチューブなどの医療機器

電子レンジや洗濯機などの電気製品。

・キャップやシールなどの包装資材

 

一般的に、POMは耐熱性、耐薬品性、機械的強度、加工の容易さといった利点から、電気機器、自動車、医療機器などの産業で広く使用されている高品質のエンジニアリングプラスチックです。

 

5.ポリカーボネート（PC）

PCは、高い透明性、高い耐熱性、優れた機械的・電気的特性で知られています。機械的特性は優れているものの、化学的安定性に欠け、酸性溶剤に弱いという欠点があります。また、純粋なPC（添加剤を含まないPC）の熱安定性は平均的で、高温ではプラスチックポリマーが変形する可能性があります。

長所

- 高い透明性

耐熱温度が高く、100℃の高温に長時間耐えることができます。

- 高い機械的強度

・優れた耐候性と安定した色

優れた電気特性

 

デメリット

酸性溶剤の影響を受ける

・熱安定性は平均的で、高温では変形する可能性があります。

- コストが高い

 

応用

CD、DVD、ブルーレイディスク

- ディスプレイおよびテレビケース

照明器具

- 電気ハウジング

透明なパイプと収納ボックス

 

一般的に、PC材料は高い透明度、高い耐熱性、優れた機械的・電気的特性を持つことから、光学機器や電子製品に広く用いられています。しかしながら、化学的安定性と熱安定性には改善の余地があります。酸性溶剤の影響を受けやすく、高温下では変形する可能性があります。さらに、PC材料の比較的高コストも、その応用分野を制限しています。

 

6.ポリウレタン（PU）

ポリウレタン（PU）は、その多様な機械的特性、耐摩耗性、加工の容易さから広く利用されている。耐久性、耐摩耗性、耐候性に優れている。しかし、PUは熱安定性が低く、高温に長時間さらされると物性が低下する。

 

長所

- さまざまな機械的特性

- 優れた耐摩耗性

・様々な形状に加工しやすい

- 価格は比較的安い

 

デメリット

熱安定性が低いため、高温では性能が低下します。

加工後に臭いが発生する場合があります

 

応用

- タイヤ、ガスケットなどの自動車部品

- 履物素材

家庭用電化製品の筐体

- 工業用コーティング

医療機器用ガスケット

 

ポリウレタン（PU）素材は、その多様な機械的特性、優れた耐摩耗性、加工の容易さから、自動車、履物、家電製品などの分野で幅広く使用されています。しかし、熱安定性が低く、長時間の高温にさらされると性能が劣化します。また、加工後に発生する可能性のある臭いも、その用途における一定の制約となります。とはいえ、一般的にPU素材は安価で、幅広い用途に利用できるという利点があります。

 

7.ナイロン（PA）

PAは、高い強度と加工の容易さを特徴とする材料である。優れた機械的特性と化学的安定性を有するが、熱安定性は平均的である。さらに、PA材料の機械的強度は、加工条件や形状によって大きく影響を受ける。

 

長所

- 高い機械的強度

・優れた耐候性と化学的安定性

加工や成形が容易

比較的安価

 

デメリット

- 平均的な熱安定性

機械的強度は加工技術に大きく影響される。

環境への悪影響

 

応用

- 電気ハウジング

- 家電製品の部品

- 自動車内装部品

- ケーブルハウジング

- 日用品

 

PA材料は、その高い強度、加工の容易さ、優れた機械的特性、化学的安定性から、電子機器、電気製品、自動車などの製品に広く使用されています。しかし、加工条件によって熱安定性や機械的強度が影響を受けるため、改善の余地があります。また、PA材料は製造工程において環境に一定の影響を与える可能性があり、より多くの分野での応用が制限される可能性があります。しかし、一般的にPA材料は安価であり、幅広い応用が期待されています。

 

8. ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）

ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）素材は、優れた機械的特性、加工の容易さ、そして優れた耐衝撃性から、電気製品、電子機器、自動車などの筐体や構造部品に広く使用されています。

長所

• 高強度で、衝撃強度は50～100J/mと高く、同仕様の樹脂材料の4～5倍の強度を誇ります。そのため、家電製品や電子機器の筐体として最適です。
• 加工性に優れており、押出成形、射出成形などの方法により、様々な複雑な構造に加工することができ、製品設計のニーズを満たすことができる。
• 表面は滑らかで、塗装なしでも美しい外観が得られる。これにより、製造工程が簡素化される。
• 価格が安く、コストはPC材料の約3分の2なので、大量生産には非常に有利です。
• 色彩豊かで、必要に応じて様々な色の充填剤を加えることができるため、非常に美しい仕上がりになります。

 

デメリット

• 熱安定性が低いため、長時間の高温環境下では性能が低下する。このため、高熱負荷を必要とする用途への適用が制限される。
• 溶剤の影響を非常に受けやすく、酸やエステル系溶剤によって容易に腐食されるため、耐用年数が短くなる。
• 密度は1.05g/cm3で、同じ強度を持つPC材料よりも約20%重い。

 

一般的に、ABS樹脂は低コスト、加工の容易さ、優れた機械的特性といった利点から、電気機器の筐体や自動車の内装などの分野で引き続き広く使用されるだろう。しかし、その用途範囲を拡大するためには、熱安定性と化学的安定性をさらに向上させる必要がある。