ジュラコン加工品

ジュラコン加工品です。
外寸はφ15×140L。
φ15のジュラコン丸棒素材を使用し、旋盤加工とマシニング加工にて仕上げました。

(※これまで作ったジュラコン加工製品はこちら → ジュラコン加工品)
(※詳しい素材情報はこちら → ポリアセタール(デルリン,ジュラコン,POM,PA))

 

POM樹脂（ジュラコン樹脂・デルリン樹脂）の精密切削加工について

この製品は、POM樹脂（ポリオキシメチレン）の丸棒材を使用し、旋盤とマシニングセンターによる高精度な切削加工で製作された特注部品です。外径φ15×長さ139mmの基本形状に、φ12の切込み加工2箇所、C0.5面取り加工2箇所、さらに幅1mm×深さ5.5mm×長さ90.5mmの縦溝を精密切削により実現しています。

POM樹脂は、エンジニアリングプラスチックの中でも特に機械的強度と耐摩耗性に優れ、金属部品の代替材料として多くの産業分野で活用されています。その自己潤滑性と寸法安定性により、精密機械部品や摺動部品に最適な素材として選ばれています。

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加工工程ステップ

1. 材料準備・段取り – POM樹脂丸棒材の切断と旋盤チャック固定
2. 旋盤による外形加工 – バイトを用いて外径φ15×長さ140mmに精密旋削
3. 切込み加工 – 2箇所にφ12の凹み（切込み）を削り出し加工
4. 面取り加工 – 2箇所にC0.5面取りを旋盤バイトで実施
5. マシニングセンター段取り – ワーク固定と工具選定・プログラム確認
6. 縦溝の精密切削 – フラットエンドミルによる幅1mm×深さ5.5mm×長さ90.5mmの溝加工
7. 糸面取り処理 – エッジ部分の手仕上げによる安全性向上
8. 最終検査 – 寸法測定・外観検査・品質確認

加工上の重要ポイント

• 切削条件の最適化 – POM樹脂の熱軟化を防ぐため切削速度と送り速度を適切に設定
• 切りくず処理 – 長い切りくずが発生しやすいため、適切な切りくず分断と排出管理
• 工具選定 – すくい角がポジティブな切れ味重視の工具を使用し、良好な仕上げ面を確保
• 寸法精度管理 – 材料の線膨張係数（12×10^-5/℃）を考慮した加工温度管理
• バリ処理 – POM樹脂は比較的バリが発生しにくいが、精密部品のため丁寧な後処理を実施
• 冷却対策 – 連続切削時の熱蓄積を避けるため、必要に応じて切削油やエアブロー使用

POM樹脂（ジュラコン樹脂、デルリン樹脂）の特性と優位性

POM樹脂（ポリオキシメチレン）は、化学名の略称であり、一般的にはポリアセタール樹脂やアセタール樹脂と呼ばれるエンジニアリングプラスチックです。この樹脂は主として（-CH₂O-）の構造単位からなる結晶性の熱可塑性樹脂で、エンプラの中で最も高い結晶化度を持つことが最大の特徴です。

機械的特性においては、引張強度67-69MPa、曲げ強度88-99MPa、引張弾性率2800-3600MPaと優れた値を示し、金属部品の代替として十分な強度を備えています。特に耐摩耗性と自己潤滑性に優れており、摩擦係数が低く、潤滑油を必要としない摺動部品として理想的な特性を発揮します。

寸法安定性の面では、吸水率が0.20-0.25%と非常に低く、湿度変化による寸法変化がほとんどありません。これにより長期間にわたって高精度を維持することが可能で、精密機械部品に最適です。また、耐薬品性にも優れ、有機溶剤、ガソリン、オイル、グリスなど多くの化学物質に対して高い耐性を示します。

加工性の観点では、切削加工性が良好で、バリの発生が少なく、切削面に光沢が出るという特徴があります。快削性により量産加工に適しており、ハイス工具の摩耗も少ないため、コスト効率の高い加工が実現できます。

耐熱性については、連続使用温度が85-105℃、短時間であれば150℃まで耐えることができ、低温側でも-40℃まで使用可能な広い使用温度範囲を持っています。この特性により、様々な環境条件下での使用が可能です。

耐疲労性も高く、繰り返し荷重に対する耐久性に優れているため、動作部品として長期間の信頼性を提供します。これらの特性により、POM樹脂は自動車部品、電子機器部品、家電製品、産業機械部品など幅広い分野で金属の代替材料として活用されています。

POM樹脂（ジュラコン樹脂、デルリン樹脂）の主要特性（物性値）

物性項目	単位	ホモポリマー	コポリマー	ASTM規格
比重	–	1.42	1.41	D792
引張強度	MPa	67-69	59-67	D638
破断時伸び	%	25-75	40-75	D638
引張弾性率	MPa	3100-3600	2800-3200	D638
曲げ強度	MPa	94-99	89	D790
アイゾット衝撃強度	J/m	64-123	43-80	D256
線膨張係数	×10-5/℃	10.0-11.3	6.1-8.5	D696
荷重たわみ温度（1.81MPa）	℃	124-136	85-121	D648
吸水率（24h）	重量%	0.25-0.40	0.20-0.22	D570

POM樹脂・他樹脂素材・金属素材の比較表

素材	比重	引張強度 (MPa)	線膨張係数 (×10-5/℃)	吸水率 (%)	摩擦係数
POM樹脂	1.41	67	6.1-8.5	0.22	0.15
ナイロン6（PA6）	1.14	75	8.0	2.5-3.5	0.30
ポリカーボネート（PC）	1.20	65	6.5	0.15	0.35
ABS樹脂	1.05	40	7.0	0.3-0.8	0.45
アルミニウム合金	2.70	290	2.3	–	0.70
ステンレス鋼（SUS304）	7.90	520	1.7	–	0.80

この比較表から読み取れるPOM樹脂の優位点：

• 軽量性 – アルミニウムの約1/2、ステンレス鋼の約1/6の軽量化を実現
• 優れた摩擦特性 – 他の樹脂と比較して最も低い摩擦係数（0.15）を実現
• 寸法安定性 – ナイロンの1/10以下の吸水率により、湿度による寸法変化を最小限に抑制
• 適度な線膨張係数 – 熱膨張が金属より大きいが、適切な設計により対応可能
• 加工性 – 金属と比較して切削加工が容易で、工具寿命が長い

POM樹脂（ジュラコン樹脂、デルリン樹脂）のバリエーション

POM樹脂には、分子構造の違いによる基本タイプから、用途に応じた特殊グレードまで多様なバリエーションが存在します。

基本構造による分類

ホモポリマー（デルリン^®）- 乳白色

単一のホルムアルデヒドモノマーから構成される直鎖状構造を持ちます。高結晶性により剛性や耐摩耗性が非常に高く、精密加工が必要な部品や高負荷のかかる機械部品に適しています。融点175℃、優れたクリープ特性を示しますが、熱安定性や耐加水分解性にはやや難があります。

コポリマー（ジュラコン^®）- 白色・黒色

ホルムアルデヒドと1,3-ジオキサンなどの共重合成分を組み合わせた構造です。融点165℃と若干低いものの、熱安定性と耐加水分解性に優れ、成形時の寸法安定性も良好です。一般的な産業用途では最も広く使用されているタイプです。

機能強化グレード

汎用グレード – 白色・黒色

最も標準的なグレードで、幅広い用途に使用されます。コストパフォーマンスに優れ、バランスの取れた機械的特性を提供します。

高潤滑グレード – 白色・黒色

PTFE（テフロン）やシリコーンなどの潤滑剤を添加したグレードです。摺動部品における機械的摩耗を抑制し、より長寿命を実現します。

高強度グレード – 黒色

ガラス繊維を10-30%添加したグレードで、引張強度や剛性が大幅に向上します。高負荷のかかる構造部品に使用され、金属代替により軽量化を図れます。

スーパー/ハイパー（低歪みグレード）- 白色・黒色

特に高い寸法安定性を要求される用途向けで、切削加工時の寸法変化や形状変化が通常グレードの1/4以下に抑えられます。精密機器や高精度が必要な構造部品に最適です。

耐熱グレード – 黒色

連続使用温度を向上させたグレードで、エンジン周辺など高温環境での利用に適しています。通常グレードより20-30℃高い耐熱性を実現します。

導電性グレード – 黒色

カーボンブラックや金属粉末を添加し、静電気対策が必要な電子機器部品や半導体製造装置部品に使用されます。

耐候性グレード – 白色・黒色

紫外線安定剤を添加し、屋外使用での耐久性を向上させたグレードです。建材や自動車外装部品に使用されます。

カラーバリエーション

ナチュラル（自然色）- 乳白色

POM樹脂の原色で、顔料を添加していない基本色です。最も汎用的で、食品関連用途にも適用可能です。

ブラック（黒色）

カーボンブラック顔料により着色されたグレードで、紫外線に対する耐性が向上します。工業部品で最も多く使用されています。

カラーグレード – 赤色・青色・黄色・緑色

近年追加されたカラーバリエーションで、部品の色別管理や展示会サンプル、デザイン性を重視する用途に使用されます。素材スペックに制限がありますが、視認性向上に貢献します。

POM樹脂（ジュラコン樹脂、デルリン樹脂）の長所・短所分析

評価項目	長所（優れた特性）	短所（制約事項）
機械的特性	• 高い引張強度（67MPa） • 優れた耐摩耗性と自己潤滑性 • 良好な耐疲労性 • 高い剛性（弾性率3000MPa）	• 衝撃強度は中程度 • ノッチ感受性が高い • 応力集中部で亀裂が発生しやすい
熱的特性	• 連続使用温度85-105℃ • 低温使用可能（-40℃まで） • 良好な寸法安定性 • クリープ抵抗性に優れる	• 線膨張係数が金属の約10倍 • 高温多湿環境では劣化 • 熱分解により有害ガス発生の可能性
化学的特性	• 優れた耐薬品性 • 有機溶剤に強い • 油脂・ガソリンに耐性 • 吸水率が極めて低い（0.22%）	• 強酸（硫酸・硝酸）に弱い • 強アルカリに侵される • 酸化性物質により劣化 • 接着性に乏しい
加工性・成形性	• 優れた切削加工性（快削性） • バリ発生が少ない • 工具寿命が長い • 良好な成形流動性	• 成形収縮率が大きい（2.0-2.5%） • 熱分解しやすい • 溶接・接着が困難 • 透明グレードが作れない
電気的特性	• 高い電気絶縁性 • 体積抵抗率1014Ω·cm • 良好な誘電特性 • 帯電防止グレード有り	• 基本的に絶縁材料 • 導電性は特殊グレードのみ • 静電気が蓄積しやすい
環境・安全性	• 食品衛生法適合グレード有り • 医療機器用途での実績 • リサイクル可能 • 低アウトガス グレード有り	• 酸素指数15で燃えやすい • 難燃性グレードが限定的 • 屋外耐候性は劣る • 燃焼時にホルムアルデヒド発生

POM樹脂（ジュラコン樹脂、デルリン樹脂）の使用分野・用途例

POM樹脂は、その優れた機械的特性と加工性により、多岐にわたる産業分野で活用されています。

自動車産業

• 燃料系部品（フューエルキャップ、燃料ポンプ部品、インジェクション部品）
• ドアロック・ドアラッチ機構部品
• シートベルトロック機構
• ワイパーギア・モーター部品
• キャブレター部品・エアクリーナー部品
• 内装部品（スイッチ類、レバー類）
• 窓開閉機構部品
• エンジン周辺部品（耐熱グレード使用）

電子・電気機器

• プリンター・複写機の移動部品
• DVD・Blu-rayレコーダーの機構部品
• ハードディスク駆動装置部品
• カメラ・光学機器の精密部品
• スイッチ・コネクタ部品
• モーター部品・ギアボックス
• ボビン・コイルフォーマー
• 半導体製造装置部品

家電・生活用品

• 洗濯機・冷蔵庫の機構部品
• 電動シェーバー部品
• ファスナー・ジッパー部品
• 歯ブラシの柄・ヘッド部分
• キッチン用品（耐熱・食品対応グレード）
• 玩具・ゲーム機部品
• 時計部品・精密機器
• 筆記用具（ボールペンのバネ機構）

産業機械・装置

• 軸受け・ベアリング（自己潤滑性活用）
• 歯車・ギア（精密機械用）
• カム・レバー機構部品
• スライドガイド・リニアベアリング
• ポンプ・バルブ部品
• 搬送装置・コンベア部品
• 包装機械部品
• 工作機械部品

医療・食品産業

• 医療機器部品（滅菌対応）
• 食品加工機械部品
• 薬品・化学工場設備部品
• 分析機器・計測装置部品
• 使い捨て医療用品
• 食品容器（食品衛生法適合グレード）
• 医薬品包装材料
• クリーンルーム用部品

建設・住宅設備

• サッシ・窓枠部品
• ブラインド・カーテンレール部品
• ドアハンドル・錠前部品
• 配管継手・バルブ部品
• 建材金具・固定部品
• 住宅設備機器部品
• エアコン・換気扇部品
• 給湯器部品

よくある質問（FAQ）

Q1. POM樹脂（ジュラコン）の切削加工で最も重要な注意点は何ですか？

A1. 最も重要なのは切削熱の管理です。POM樹脂は熱により軟化しやすく、連続切削では熱蓄積により寸法精度が悪化する可能性があります。適切な切削条件設定と、必要に応じた切削油やエアブローによる冷却が重要です。また、すくい角がポジティブな切れ味重視の工具選定も欠かせません。

Q2. マシニングセンターでの溝切り加工における工具選定のポイントは？

A2. フラットエンドミルが最適で、材質は超硬またはハイス鋼を選択します。刃数は2-4枚刃、すくい角は15-20度のポジティブ角を推奨します。幅1mm×深さ5.5mmの細溝加工では、工具剛性確保のため適切な工具径選定と、切削速度を抑えた安定切削が重要です。

Q3. POM樹脂の線膨張係数が金属より大きいことによる加工上の影響は？

A3. POM樹脂の線膨張係数は6.1-8.5×10^-5/℃で、鉄の約7倍です。加工中の温度上昇により寸法変化が生じるため、加工温度の管理と、室温での寸法測定が必要です。精密部品では温度補正を考慮した加工寸法設定も重要になります。

Q4. ジュラコンとデルリンの加工性の違いはありますか？

A4. どちらもPOM（ポリアセタール）ですので、大きく違うということはありませんが。ただ、デルリン（ホモポリマー）の方がやや硬く、より高精度な仕上げ面が得られると言われます。一方、ジュラコン（コポリマー）は成形収縮が少なく、寸法安定性に優れると言われます。

Q5. POM樹脂の切りくず処理で気をつけるべき点は？

A5. POM樹脂は長い連続した切りくずが発生しやすく、工具や加工物に巻き付きやすい特徴があります。チップブレーカー付き工具の使用、適切な送り速度設定、定期的な切りくず除去が必要です。また、熱蓄積防止のため切りくず排出の促進も重要です。

Q6. 食品関連用途でPOM樹脂を使用する場合の注意点は？

A6. 食品衛生法適合グレードを使用する必要があります。また、85℃以上の温水中では使用を避け、直接食品に触れる部分では表面仕上げを良好に保つことが重要です。加工後の洗浄・消毒も適切に行う必要があります。

Q7. POM樹脂加工品の寸法精度はどの程度まで可能ですか？

A7. 適切な加工条件下では±0.03-0.05mmの精度確保が可能です。ただし、線膨張係数が大きいため、温度管理と測定環境の安定化が重要です。より高精度が必要な場合は、低歪みグレード（スーパーグレード）の使用を推奨します。

Q8. POM樹脂の表面仕上げを向上させる方法は？

A8. 仕上げ加工専用工具の使用、適切な切削条件設定、工具の切れ味維持が重要です。研磨による後処理も効果的で、バフ研磨により鏡面仕上げも可能です。POM樹脂は切削面に自然な光沢が出やすい特徴があります。

Q9. 他の樹脂材料と比較してPOM樹脂の加工優位性は？

A9. POM樹脂は快削性に優れ、バリの発生が少なく、工具寿命が長いのが大きな優位性です。ナイロンのような吸湿による寸法変化もなく、ポリカーボネートより摩耗特性に優れます。量産性とコストパフォーマンスの両面で優秀な材料です。

Q10. POM樹脂加工における品質管理のポイントは？

A10. 温度管理が最重要で、加工環境温度の安定化と測定時の温度補正が必要です。また、材料の履歴管理（保管環境、グレード確認）、工具摩耗状態の監視、定期的な寸法測定による工程管理も欠かせません。バリ除去などの後処理品質も重要な管理項目です。

受注から納品までの流れ

1. お問い合わせ・図面支給 – メールフォームまたはFAXにて図面・仕様書をご提出ください
2. 見積書作成・提出 – 図面確認後、材料選定・加工方法を検討し、詳細見積書を提出いたします
3. 注文書受領・製作開始 – 正式注文書を受領後、材料手配と加工プログラム作成を開始します
4. 精密切削加工 – 旋盤・マシニングセンターによる高精度加工を実施、工程検査も並行実施
5. 最終検査・納品準備 – 寸法測定・外観検査を行い、梱包・納期調整を完了します
6. 製品納品・アフターサポート – 検査成績書と共に製品を納品、技術的なご相談にも対応いたします

まとめ

POM樹脂（ジュラコン樹脂・デルリン樹脂）は、優れた機械的特性と加工性を兼ね備えたエンジニアリングプラスチックとして、金属部品の軽量化代替から精密機械部品まで幅広い用途で活用されています。特に自己潤滑性と耐摩耗性に優れ、摺動部品や軸受け部品において優秀な性能を発揮します。

切削加工においては、快削性と寸法安定性により高精度な部品製作が可能で、適切な加工条件設定により工具寿命の向上とコスト削減も実現できます。旋盤加工とマシニング加工を組み合わせることで、複雑形状の部品も効率的に製作することが可能です。

材料選定の際は、ホモポリマーとコポリマーの特性差、各種機能強化グレードの特徴を理解し、使用環境と要求仕様に最適な材料を選択することが重要です。特に精密部品では、低歪みグレードの採用により更なる寸法精度向上が期待できます。

今後も自動車産業の軽量化ニーズ、電子機器の小型化・高精度化要求、環境対応などの市場動向に対応し、POM樹脂は重要な工業材料としての地位を更に高めていくものと期待されます。当社では長年の加工経験と技術力により、お客様のご要望に最適なPOM樹脂加工品をご提供いたします。

お見積もり・ご相談がありましたが、お気軽にお問い合わせください。

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