樹脂の切削加工 ｜加工方法の種類や手順を解説
樹脂はその多様性と加工の容易さから、日常生活から工業用途まで幅広い分野で活用されています。
本記事では樹脂の概要や特性について解説し、特に「切削加工」に焦点を当てます。
切削加工の代表的な手法や具体的な手順までご紹介しますで、樹脂の切削加工にご興味のある企業様はぜひ参考にしてみてください。
樹脂とは？
樹脂とは元々、漆や松脂などの樹液を固めたものを指します。
ですが天然の樹木から採取できる樹脂は採取量が少ないため、より安価で大量生産できる
合成樹脂が誕生しました。
今では樹脂といえばこの合成樹脂を指すことが多く、今回の記事も合成樹脂を題材とした記事となります。
これらの材料は特有の化学構造によって多様な物理的特性を有します。
樹脂の種類
樹脂の種類は大きく分けて2種類です。
熱可塑性樹脂
加熱すると軟らかくなり、冷えると固くなる樹脂です。 加熱・冷却を繰り返すたび成形することができ、形状の自由度があるのが特徴です。
熱硬化性樹脂
加熱すると固くなる特徴があり、成形後はもう軟らかくなることがありません。 自由に成形できない代わり熱に強い特徴を持っています。
熱可塑性樹脂
エンジニアリングプラスチック
熱可塑性プラスチックの中でも耐熱温度が100℃以上と優れており強度も高い高性能プラスチックでエンプラの中でも耐熱温度150℃未満は汎用エンプラ、150℃以上はスーパーエンプラと呼ばれます。
汎用プラスチック
私たちの身の回りでよく使用されるプラスチックでプラスチック製品の約7割がこの汎用プラスチックでできています。 ポリエチレン（PE）・ポリプロピレン（PP）・ポリ塩化ビニル（PVC）が一般的です。
耐熱温度が100℃以下のことが多くエンプラと違い、工業製品に組み込むことは少ないです。
熱硬化性樹脂
ポリウレタン樹脂（PUR）
この樹脂は抗張力・耐摩耗性・弾性・耐油性に優れている特徴を持ち、配合や成型方法によって、 さまざまな性能を引き出せます。熱硬化性樹脂は固い印象を持たれますが、ゴムのような弾力性を保つものもあります。
フェノール樹脂（PF）
この樹脂は電気絶縁性・耐酸性・耐熱性・耐水性があり、耐熱温度150℃と燃えにくく日に強い点が 特徴的です。電気絶縁性に優れているという点から電子部品や半導体にも使用されます。
メラミン樹脂（MF）
この樹脂は耐水性・対候性・耐摩耗性に優れていて、光沢がある見た目をしています。 プラスチックの中でも強度が高く耐熱温度は110～130℃です。 メラミンとホルムアルデヒドで作られますが安全性も高く食器によく使用されています。
不飽和ポリエステル樹脂（UP）
この樹脂は繊維強化プラスチックにも使用される樹脂で、寸法安定・電気絶縁性・耐酸性・耐薬品性が高い樹脂です。－60℃という低温でも強度に問題はなく、酸にも強いという性質を持っています。（アルカリには弱い。）
エポキシ樹脂（EP）
エポキシ樹脂は硬化してもサイズがあまり変わらず、耐水性、耐薬品性、電気絶縁性があります。耐熱温度は150～200℃です。エポキシ樹脂は接着力があり、金属やガラス、木材に強く接着します。
樹脂の切削加工と成形加工
樹脂の加工方法に関しては大きく「切削加工」と「成形加工」の2つに分類されます。 この記事では、詳細を省きますが「成形加工」は樹脂を型に流し込み成形する加工であり、生産スピードの速さが特徴です。
切削加工
切削加工は物理的に削り取って形状を整える技術です。
成形加工に比べ材料のロスが大きく、生産スピードも劣りますがその分高精度な加工ができる特徴があります。さらに、必要とする正確な数だけを製造するため、小ロット生産においても高いコスト効率を実現します。
デメリットとして、本来切削加工に使用する工具は金属を加工するためのものがほとんどであり、 樹脂のような柔らかいものを加工するには切れ味が足らず、バリ・むしれ・加工面精度の悪化などが 発生してしまうところです。
ベークライト樹脂などは紙・布に樹脂を含ませ成形しているため特問題が発生しやすく、加工が難しい傾向にあります。
切削加工については下記の記事で詳しく解説していますので、ぜひ参考にしてください。
切削加工とは？ 特徴や注意点、加工機の種類について解説します
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