ABS樹脂3次元切削加工｜ブロック材からの薄肉精密削り出し

ナチュラル色ABS樹脂のブロック材を3軸マシニングセンターで削り出した3次元切削加工事例で、外形378×116×74.2mmの薄肉テーパー形状部品を、リブ・T溝などの精密切削で製作した内容を解説します。

この記事の要点

1. ナチュラル色ABS樹脂のブロック材を3軸マシニングセンターで削り出した外形378×116×74.2mm（高さ公差-0.2〜0）の3次元切削加工事例です。
2. 外形に直線が無くすべて曲面で構成され、上から下にかけてテーパー形状に広がり、底部で約5mmの薄肉に仕上げる難加工要素を一体加工しています。
3. 縦リブ4mm（2か所）・底縁1.5mm・R2.8切り欠き（2か所）・幅2.8mmのT溝（2か所）を、細い工具とTスロットカッターで精密に仕上げる工程を解説します。
4. ABS樹脂の主要物性値、PP・PE・PVCおよび金属（アルミ・ステンレス）との比較、素材選定ガイド、長所・短所を一覧で確認できます。
5. アンダーカット対応や薄肉部の変形防止など現場で起こりやすいトラブルの対策、12項目のFAQで具体的な疑問にも回答しています。

▶ これまで製作したABS樹脂3次元切削加工事例は、ABS樹脂3次元切削加工事例一覧をご覧ください。

ABS樹脂精密部品の加工内容と加工方法

工程設計の要点

1. 図面確認とNCプログラム作成：客先からメールで届いたIGSファイル(3次元CADデータ)を3次元CADCAMで読み込み、外形・内形・精密部の加工順序を設計してNCプログラムを作成します。
2. ブロック材の準備：ナチュラル色ABS樹脂のブロック材を仕上げ寸法より一回り大きくカットし、固定治具にセットします。
3. 外形の3次元曲面切削：フラットエンドミル・ボールエンドミルを使い分け、直線を含まない曲面とテーパー形状を3軸マシニングセンターで削り出します。
4. 内部のくり抜き加工：底部で約5mm、上部はそれ以下まで肉を落とし、外形のテーパーに沿った薄肉構造を仕上げます。
5. リブ・縁・R切り欠きの精密切削：縦リブ4mm(2か所)・底縁1.5mm(内部全体)・R2.8切り欠き(2か所)を、細いエンドミルで仕上げます。
6. T溝の掘り込み：Tスロットカッターを使用して、幅2.8mmのT溝を2か所掘り込みます。
7. 糸面取り・寸法検査・梱包・出荷：エッジのバリ取りと面取り、図面照合による寸法検査を行い、緩衝材で保護して宅配便で出荷します。

3次元切削加工で注意すべきポイント

• 工具選定とアンダーカット対応：通常の刃物では届かない凹部があるため、細いボールエンドミルやTスロットカッターを組み合わせて使い分けます。
• 薄肉部の変形防止：底部約5mmまで肉を落とすため、切削順序を工夫し、片持ち状態を避けて剛性を確保しながら段階的に削ります。
• 切削熱の管理：ABS樹脂は熱変形温度が約85〜100℃と高くないため、切削速度・送り・切り込み深さのバランスをとり、熱だまりを避けて加工します。
• びびり振動の抑制：曲面部・薄肉部でのびびり振動を防ぐため、突き出し量を抑え、工具経路を最短化します。
• T溝加工の段取り：Tスロットカッターは刃のクリアランスが限られるため、進入経路と退避経路を慎重に設定します。
• 仕上げ面の品質確保：ABS樹脂は表面仕上げが美しい素材ですが、刃先摩耗や熱の影響で曇りが出るため、仕上げ刃を新しい状態で使用します。

電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで

本製品で使用したABS樹脂について

本製品では、ナチュラル色のABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)ブロック材を使用しています。ABS樹脂は3つのモノマーの共重合体で、機械的強度・加工性・寸法安定性のバランスに優れた汎用エンジニアリングプラスチックです。グレードは汎用・耐衝撃・難燃・耐熱・めっき用などが市販されており、用途や指定に応じて支給品・購入品いずれにも追加工で対応します。詳細はABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)の素材解説をご参照ください。

ABS樹脂の特性と優位性

• 機械的強度と耐衝撃性のバランス：引張強度40〜50MPaに加え、ブタジエン成分により衝撃に強く割れにくい性質を持ちます。
• 加工性が非常に高い：切削・接着・塗装のいずれにも対応しやすく、複雑な3次元形状の削り出しに向いた素材です。
• 寸法安定性が高い：吸水率が約0.2%と低めで、加工後の経時変形が起こりにくく、精密部品に適しています。
• 表面仕上げが美しい：切削後の滑らかな面状態が得られ、外観部品や試作モデルに適します。
• コストパフォーマンスに優れる：エンプラの中でも安価な部類で、機能と価格のバランスが取りやすい素材です。

ABS樹脂の主要物性値

ABS樹脂と他樹脂・金属素材の比較

ABS樹脂を選ぶべきケース・再検討すべきケース

ABS樹脂の長所・短所

ABS樹脂加工でよくあるトラブルと当社の対策

ABS樹脂加工が活躍する分野

• 家電・OA機器の外装カバー・筐体：表面仕上げの美しさと機械的強度のバランスを活かした外観部品。
• 自動車・輸送機器の内装部品：内装トリム・グリル・ダッシュボード周辺など、寸法安定性と加工性が求められる部品。
• 医療機器・分析機器のカバー類：意匠性を保ちつつ加工しやすい素材として、装置の外観部品に採用。
• 試作・開発分野：金型を作らず1個から削り出せるため、設計検証用モデル・治具・検査用部品の小ロット製作で活躍。

ご依頼から納品までの流れ

1. お問い合わせ・図面送付：お問い合わせフォームまたは電話にてご連絡いただき、図面・CADデータ(STEP/IGES等)または形状イメージをお送りください。
2. お見積り・仕様確認：素材・寸法・公差・数量・納期を確認のうえ、お見積りをご提示します。
3. ご注文・素材手配：ご発注後に素材を手配し、NCプログラムを作成して加工準備を行います。
4. 切削加工・寸法検査：3軸マシニングセンター等で加工し、図面に基づき寸法・外観を検査します。
5. 梱包・出荷：適切な緩衝材で保護し、宅配便にて出荷します。

まとめ

本事例は、ナチュラル色ABS樹脂のブロック材を3軸マシニングセンターで削り出し、外形378×116×74.2mm(高さ公差-0.2〜0)の薄肉テーパー形状に仕上げた3次元切削加工品です。リブ・T溝・R切り欠き・アンダーカットなど複合的な難加工要素を1部品で同時に実現しました。試作1個からの小ロット対応も可能ですので、ABS樹脂や他樹脂の精密切削加工をご検討の方は、お気軽にご相談ください。

電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで

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