ABS樹脂3D加工品｜5軸切削で複雑形状を高精度加工

ABS樹脂板材をもとに、3次元CADデータからCAMを作成し、同時5軸マシニングセンターで複雑な3D形状を高精度に切削加工した事例です。

この記事の要点

1. ABS樹脂板材から、160.0×128.0×30.0mmの複雑な3D形状部品を切削加工した事例です。
2. 3次元CADデータをもとにCAMを作成し、同時5軸制御マシニングセンターで高精度に切削加工しています。
3. R11.5・R4・R3の曲面と、多種穴あけ・開口加工を含む複雑形状を一体加工しています。
4. 加工は裏表2工程で行い、精度と変形抑制を両立するクランプ方法が重要なポイントです。
5. 関連情報として、ABS樹脂切削加工事例、3D加工事例、5軸加工事例、ABS樹脂の素材情報をご覧ください。

▶ これまで作った3D加工品は、3D加工事例一覧をご覧ください。

▶ これまで作った5軸加工品は、5軸加工事例一覧をご覧ください。

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ABS樹脂3D加工品の5軸切削加工内容と方法

本製品は、ナチュラル色のABS樹脂板材を同時5軸制御マシニングセンターで切削加工した特注部品です。外形寸法は縦160.0mm×横128.0mm×高さ30.0mmで、R11.5・R4・R3の曲面と多種穴あけを含む複雑形状を一体加工しています。

5軸切削加工の工程設計ポイント

1. 図面確認・加工計画立案：支給された3次元CADデータを解析し、アンダーカット部位・曲面・穴位置精度を確認のうえ、加工順序とクランプ計画を策定しました。
2. CAMプログラム生成：設計データから直接CAMプログラムを生成し、ABS樹脂の熱変形リスクを考慮した低切削熱の加工条件を設定しました。
3. 外形加工（曲面仕上げ）：フルバックカッターで平面を整え、フラットエンドミルで輪郭を形成後、ボールエンドミルでR11.5・R4・R3の曲面を滑らかに仕上げました。
4. 裏表2工程の戦略的加工：当社独自のクランプ技術で変形を最小限に抑え、アンダーカット部分や複雑な内部構造も含めて一体加工しました。
5. 多種穴あけ加工：φ1.4（16個）・φ1.8（16個）ほか各種丸穴と四角穴、計41箇所の穴・開口部を加工。一部にはC1面取り加工も施しました。
6. 最終検査・出荷：各種測定機による寸法確認と外観検査を行い、図面公差をすべてクリアした製品のみ出荷しています。

ABS樹脂切削加工で注意すべきポイント

• 切削熱への注意：ABS樹脂は熱可塑性のため、切削熱が蓄積すると変形・溶融が起きます。エアブローや適切な冷却を併用し、熱を逃がすことが重要です。
• 工具の鋭利さを維持：刃先が鈍るとバリや白化が発生しやすくなります。超硬工具またはコーティングハイス工具を使用し、定期的な工具管理が不可欠です。
• クランプ方法の工夫：過大なクランプ力は変形の原因になります。治具でワークを面支持し、力が均等に分散するよう設計することが重要です。
• バリ・欠け対策：エッジ部分はバリが出やすいため、アップカット・ダウンカットを使い分け、仕上げは軽切削で行います。
• 帯電・切り粉への配慮：ABS樹脂は帯電しやすく切り粉が加工面に付着しやすいため、こまめなエアブローが有効です。

本製品で使用したABS樹脂について

使用素材について

本製品にはナチュラル色（乳白色系）のABS樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）板材を使用しました。ABS樹脂は耐衝撃性・加工性・表面仕上がりのバランスに優れた汎用樹脂で、切削加工用の板材としても広く使用されています。本製品では、被削性・寸法安定性・表面仕上がりのバランスに優れる標準的なABS樹脂板材を採用しています。

詳しい特性や種類については、ABS樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン）の素材解説ページでご確認ください。

ABS樹脂の特性と優位性

ABS樹脂の5つの主な特徴

• 機械的強度と靭性のバランス：引張・曲げ強度と耐衝撃性を兼ね備えた、バランスの良い汎用素材で、外装・筐体部品に広く採用されています。
• 優れた切削加工性：被削性が高く複雑な3次元形状でも加工しやすいため、精密切削加工に特に適しています。
• 塗装・メッキ・接着の容易さ：塗料密着性・メッキ適性・接着性がいずれも高く、後処理の自由度が広いのが大きな強みです。
• 低コストと入手性の良さ：板材・パイプ・棒材など多様な形状で流通しており、コストパフォーマンスに優れます。
• 低吸水性と寸法安定性：吸水率0.2-0.6重量%と低く、湿潤環境でも寸法変化が小さいため、精密部品としての信頼性が高い素材です。

ABS樹脂の主要特性（物性値）

ABS樹脂 主要物性値一覧

ABS樹脂・他樹脂素材・金属素材の比較・優位性

素材別 主要物性・特性 比較表

比較表から見るABS樹脂の優位点

• 加工性と後処理の組み合わせが最強クラス：切削加工性◎かつ塗装・メッキ対応も◎。HDPEやPPは塗装密着性が低く、この点でABS樹脂が際立って優位です。
• HDPE・PPより高い耐熱性：荷重たわみ温度がHDPEやPPの約2倍近く、電子機器・産業機器の筐体など適度な耐熱性が必要な用途に適しています。
• 金属より大幅に軽量・低コスト：Al合金の約40%、SUS304の約13%の重さで、加工費・材料費ともに低く、コストを抑えた試作・特注部品に最適です。
• 複雑形状の切削加工に最適：本製品のような多種穴あけ・R曲面を含む特注部品でも、高精度に製作できます。
• バランスの取れた汎用性：強度・加工性・コスト・後処理の4要素を高い水準で兼ね備え、用途を選ばない幅広い汎用性がABS樹脂最大の強みです。

ABS樹脂の長所と短所

ABS樹脂 長所・短所一覧

ABS樹脂加工でよくあるトラブルと当社の対策

トラブル事例と対策一覧

ABS樹脂加工でお困りの点やご不明な点があれば、まずはお気軽にご相談ください。当社エンジニアが最適な加工方法をご提案します。

当社のABS樹脂加工が活躍する分野

主な加工実績分野

• 試作・開発分野：金型不要で1個からの小ロット生産に対応。外観・機能確認モデルや設計検証用の試作部品として多数の実績があります。
• 産業機器・制御装置分野：センサーケース・制御ボックス・計測器筐体など、本製品のような特注精密加工部品の製作に対応しています。
• 電子・電気機器分野：基板収納ケース・コネクタカバー・スイッチ周辺部品など、絶縁性と加工精度が必要な部品に採用されています。
• 医療・研究機器分野：実験用治具・検体ホルダー・測定補助具など、寸法精度と清潔感のある外観が求められる部品製作に対応しています。

ご依頼から納品までの流れ

受注から出荷まで5ステップ

1. お問い合わせ・図面支給：お図面（3次元CADデータ・2D図面等）をご支給いただき、加工内容・数量・納期をお伺いします。
2. 見積書作成・提出：加工内容を確認のうえ、材料費・加工費を含めた見積書をご提出します。
3. 注文書受領・着手：ご承認後、注文書をお送りください。加工スケジュールを確定し、着手します。
4. 精密切削加工：CADデータからCAMプログラムを生成し、同時5軸制御マシニングセンターにて精密加工を実施します。
5. 検査・納品：寸法測定と外観検査を経て、品質基準をクリアした製品を納品します。

まとめ

ABS樹脂は、切削加工性・耐衝撃性・後処理の自由度・コストパフォーマンスをバランス良く備えた素材です。本製品のような複雑な3D形状や多種穴あけを含む特注部品でも、同時5軸制御マシニングセンターと当社独自のクランプ技術により高精度な切削加工を実現しています。1個からの小ロット生産に対応しており、試作から継続的な少量発注まで柔軟にお応えします。

ABS樹脂の切削加工・5軸加工でお困りのことがあれば、ぜひ当社にご相談ください。経験豊富なエンジニアが最適な加工方法をご提案します。

電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで

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