誤った加工条件によってプラスチック部品に発生する欠陥とは？

誤った加工パラメータによってプラスチック部品に生じる欠陥とは？

プラスチック加工における不適切なパラメータ設定は、主に熱的、機械的、および表面品質に関する欠陥を引き起こします。これらの欠陥は、プラスチック特有の粘弾性と低熱伝導率によるもので、金属とは全く異なる挙動を示すことに起因します。

一般的な欠陥とその原因

1. 熱的欠陥：溶融およびにじみ 最もよく見られる問題の一つです。高い主軸回転数、切れ味の悪い工具、または低い送り速度によって過度な熱が発生し、プラスチックが溶けてしまいます。結果として、きれいな切りくずの代わりに素材が表面にこすりつけられ、光沢のある変形した仕上げ面や寸法精度の低下が発生します。これは当社の精密加工サービスにおいて特に重視される要素です。

2. 機械的欠陥：欠け、ひび割れ、層間剥離 過度な送り速度や深すぎる切込みは高い機械的応力を生じ、脆性または半結晶性プラスチックのエッジ部分に欠けを発生させます。GFRPなどの複合材では、これが層間剥離の原因になります。逆に、工具の押し付け圧が強すぎると、微細なクラックが発生し、部品の構造的信頼性を損ないます。

3. 表面不良：バリ、粗さ、工具痕 切れ味の悪い工具は、材料を滑らかにせん断するのではなく押しつぶすため、バリや裂けを引き起こす主な原因です。不適切な送りと速度の組み合わせは共振（チャタリング）を引き起こし、工具痕や粗い表面を残します。これらの不良は、しばしば追加のバリ取り・研磨工程で修正する必要があります。

4. 内部応力と寸法不安定 加工中の熱と圧力は、素材内部に存在する成形時の残留応力を再分配または解放します。その結果、加工後に部品が歪んだり反ったりし、厳密な公差を維持できなくなります。

欠陥と主要パラメータの関係

• 高RPM + 低送り： 溶融や熱によるにじみの典型的な組み合わせ。

• 鈍い工具 + 高送り： 欠け、裂け、表面粗れの原因。

• 過度な切込み深さ： たわみ、欠け、応力集中を引き起こす。

• 不十分なクーラント： 液体冷却剤が使用できないプラスチックでも、切りくず排出（空冷）の不備は熱蓄積の原因になります。

実践的な推奨事項

これらの欠陥を防ぐ最も効果的な方法は、包括的なアプローチを取ることです。プラスチックCNC加工専用の鋭利で研磨された高レーキ角工具を使用し、主軸回転数を下げつつ送り速度を上げて、切りくずとともに熱を排出する「せん断切削」を促進します。重要部品の場合、当社の試作サービスを活用してパラメータを最適化し、本格的な少量生産に移行する前に最良の加工条件を確立することを推奨します。