薄肉プラスチック部品の反りを防ぐには？

薄肉プラスチック部品の反りを防ぐには？

反り（ワーピング）は、特に厚さ3mm未満の薄肉プラスチック部品をCNCフライス加工する際に最も一般的な問題の1つです。Newayでは、材料管理・加工戦略・治具設計を組み合わせることで、この課題に対処しています。以下では、加工中および加工後にプラスチック部品の寸法不安定を防ぐ方法を紹介します。

1. 安定性の高い低応力材料を選定する

プラスチックは、内部応力の解放、熱膨張、または吸湿によって反りやすさが異なります。

• POM（アセタール）やPEEKのように、寸法安定性に優れた材料を使用します。

• ナイロン（PA）やABSは吸湿性が高く、湿度管理がない場合には加工後に変形しやすいため、薄肉部品には不向きです。

2. 材料を事前に乾燥・調整する

多くのプラスチック（例：PEEK、PA、PC）は湿気を吸収し、材料が不均一に膨張します。推奨温度での事前乾燥（例：PEEKは150°Cで3〜5時間）は、内部構造を安定させ、反りを抑制します。

3. 対称的な加工戦略を採用する

仕上げ前に両面を均等に荒加工してください。不均一な材料除去は応力のアンバランスを引き起こし、より多く削った側へ部品を引っ張ります。プレートの場合は、面交互切削を行い、主要な切削ごとに反転させて内部応力を均等に解放します。

4. 熱の発生を最小限に抑える

• 切削抵抗を減らすために、鋭利な刃物と高すくい角工具を使用します。

• 軟質プラスチックではスピンドル回転数を下げ、送り速度を上げて摩擦を軽減します。

• エアブローを使用し、冷却液を避けて熱衝撃や吸湿を防ぎます。

詳細はこちら：プラスチックCNC加工

5. 真空または形状密着型治具を使用する

薄肉プラスチック部品は、点またはエッジでのクランプにより容易に変形します。次の方法を推奨します：

• 真空治具：全面支持を提供し、変形を防ぎます。

• カスタムソフトジョーや部品形状を反映した犠牲プレートを使用。

• 低クランプ力で固定し、内部応力の事前付与を避けます。

6. 寸法精度確保のため最終パスを残す

最終寸法から0.3〜0.5 mm残して荒加工し、部品を休ませ（応力除去）、その後一度の仕上げパスで仕上げます。この工程により、材料が安定してから重要寸法を確定できます。

例：厚さ2mmのポリカーボネートカバープレート

最適化前は、200mm長さで0.35mmの変位が発生していました。対称荒加工・事前乾燥・真空治具を採用した結果、平面度は0.08mm以内に改善されました。

必要となる可能性のある製造サービス

Newayは、薄肉・高精度プラスチック部品のプラスチックCNC加工を専門としています。POM、PEEK、ポリカーボネートなどの高機能樹脂に対応し、高度な治具設計と±0.01 mmの公差管理を実現しています。