寸法精度

樹脂部品に対する寸法精度の要求レベルは高くなる一方です。樹脂という素材特性上、寸法精度には限界が存在します。吸湿・吸水による膨潤、熱による膨張など、金属素材よりも大きな挙動を示します。内部残留歪みがあれば、歪みの開放に伴ってソリやネジレが生じたり、寸法が出ない場合があります。
エンズィンガー製品と特徴とメリット

加工品の寸法精度

加工時の寸法安定性とアニール処理について

切削加工により、ソリ等の変形が生じることがあります。
ソリ量の大小は、内部残留歪みの大きさに依存します。内部残留歪みは、アニール処理により軽減します。
弊社製品は、押出成形の後に各製品毎に定められた条件でアニール処理を施しています。
また、内部歪みの分布は、一般的に外側から内側にかけて徐々に変化します。これは、押出成形時の固化・冷却が外側から始まっているためです。
板材の表面をプレナーがけする場合は、交互に表と裏を均一になるように表面を落としてください。
弊社押出素材は、内部残留歪みが小さい素材としてご評価戴いていますが、決して0ではございません。
加工にあたっては、内部残留歪みの開放に十分ご留意されますよう、よろしくお願いいたします。

アニール処理の効果とアニール処理条件のダウンロード

アニール処理とは熱処理のことであり、以下の効果が期待されます

  • 結晶性樹脂の結晶化度を上げ、機械強度と耐薬品性を向上させる
  • 押出成形や切削加工で生じる内部応力歪みを減少させる
  • 広い温度環境下における寸法安定性を増大させる

アニール処理の条件は、樹脂の種類、形状により異なります。詳しくは、技術資料「機械加工ガイドライン」よりご確認いただけます。

吸湿・吸水による寸法変化

非常に高い寸法精度が要求される用途では、吸湿・吸水による寸法変化が問題となります。切削加工で図面通りの寸法が達成できても、製品が実際に使用されるまでの間に空気中の水分を吸収して膨潤することにより、微妙に寸法に狂いが生じ問題となった事例があります。吸水率1%あたり、ポリアセタールコポリマーでは0.45%、ナイロンでは0.3〜0.5%程度の体積変化があると報告されています。

セラミックPEEK(極低吸水性グレード) : TECAPEEK CMF white

  • 24時間吸水率(23℃、水中、24H):0.04%
  • 切削加工後の寸法変化が極めて少ない
  • 優れた微細加工性
  • 切削加工の効率化:低バリ性

TECASINTの吸水率

ポリイミド樹脂は、ナイロン樹脂と同様に一般に吸水性が高い特徴があります。
しかし、ポリイミド樹脂の構造により吸湿率が異なり、以下の表に示すように24時間吸水率は0.08%から0.47%まで大きな違いがあります。
吸水による寸法変化を嫌う場合は、TECASINT4000シリーズから選択することをお奨めいたします。

  従来型ポリイミド TECASINT 2011 natural TECASINT 4011 natural TECASINT 4111 natural

24時間吸水率

0.24 0.47 0.16 0.08
(23℃、水中、24H )


熱膨張による寸法変化

金属と組み合わせて使用する場合、金属の線膨張係数と樹脂の線膨張係数が異なることにより、樹脂部品にクラックが入ったり、金属と樹脂の接着・密着不良を生じたりする原因となります。ガラス繊維や炭素繊維を添加することにより、線膨張係数を低下させることができますが、ガラス繊維などが配向している方向に限られます。ガラス繊維などがつっかえ棒のように働き、樹脂が伸び縮みしようとするのを妨げるからです。しかし、ガラス繊維などが配向している方向に対して垂直の方向は、樹脂が自在に伸び縮みしてしまうため、非強化グレードと同等の線膨張係数となってしまいます。

吸水率と線膨張係数の一覧表

結晶性 24時間吸水率
(ASTM D-570)
飽和吸水率
(ASTM D-570)
線膨張係数
(ASTM D-696)
  % % 10-5/K

従来型ポリイミド樹脂(参考)

0.24 5.4

PBI樹脂(参考)

0.4 2.3

PEEK樹脂

TECAPEEK natural

0.1 0.5 5

PEEK 30%ガラス繊維強化グレード

TECAPEEK GF30 natural

0.1 0.1 2

セラミック PEEK(超低吸水性グレード)

TECAPEEK CMF white

<<0.1 4.4

ウルテム®

TECAPEI natural

0.25 1.25 5

PPSU樹脂

TECASON P MT

0.37 1.1 5.6

PET樹脂

TECAPET natural

0.10 0.5 7

66ナイロン

TECAMID 66 natural

1.20 8.5 8

6ナイロン

TECAMID 6 natural

1.20 9.5 8

PVDF樹脂

TECAFLON PVDF natural

<0.05 <0.05 13

POM樹脂(コポリマー)

TECAFORM AH natural

<0.3 0.5 10

PC樹脂

TECANAT natural

0.15 0.36 7

m-PPE樹脂 ノリル®

TECANYL

0.1 0.2 7

PPホモポリマー

TECAFINE PPH

<0.1 <0.1 17

PE樹脂

TECAFINE PE natural

<0.05 0.05 13-15


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