
ABS樹脂特注ケース|板材から切削・穴あけ・接着一貫加工
- プラスチック加工品例 -
ABS樹脂特注ケース|板材から切削・穴あけ・接着一貫加工
ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)の切削・穴あけ・接着一貫加工事例として、3軸マシニングセンターで縦250×横180×高さ85mmの特注ケース(筐体)を5t・10t板材から削り出し、溶剤接着で一体化した10工程の内容を解説します。
この記事の要点
- ABS樹脂5t板材・10t板材を使用し、3軸マシニングセンターで各部品を削り出し、溶剤接着で一体化した縦250×横180×高さ85mmの特注ケース(筐体)の製作事例を紹介します。
- 表面側にはφ4〜φ54の8サイズ・多数の貫通丸穴と接着構造による窓の凹みがあり、M3・M4ヘリサート(計52個)を挿入してネジ締結強度を確保しています。
- 図面確認・素材準備から始まり、外形切削・穴あけ・タップ加工・ヘリサート挿入・糸面取り・溶剤接着・補強棒接着まで10工程を経た一貫加工フローを工程ごとに解説します。
- ABS樹脂の引張強度・曲げ強度・衝撃強度・熱変形温度などの物性値を掲載し、塩化ビニル(PVC)・アクリル(PMMA)・ポリカーボネート(PC)・アルミニウム・SUS304(ステンレス鋼)との素材比較表で選定判断をサポートします。
- ヘリサートの役割・角Rと隅Rの違い・溶剤接着の特徴・補強棒の効果など、12問のFAQとよくあるトラブル対策を収録しています。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 素材 | ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)5t板材・10t板材 |
| 外形寸法 | 縦250mm×横180mm×高さ85mm(蓋は別途製作) |
| 加工内容 | 外形切削・φ4〜φ54の多サイズ貫通穴あけ・ヘリサート挿入(M4×20個・M3×32個、計52個)・溶剤接着・補強棒接着 |
| 加工設備 | 3軸マシニングセンター、タッピング盤、ヘリサート挿入装置 |
| 切削工具 | フラットエンドミル、ドリル、タップ |
| 仕上げ | 糸面取り・バリ取り処理済み、角R3(コーナーR3)付き |
| 図面支給方法 | PDF、2D/3D CADデータ(DXF/STEP/IGES等)、手書きスケッチ対応 |
※ ヘリサート数はM4:20個(5t板)+M3:18個(5t板)+M3:14個(10t板)、合計52個。外形寸法は本体のみ(蓋は別途製作)。
▶ これまで製作したABS樹脂ケース加工事例は、ABS樹脂ケース加工事例一覧をご覧ください。
ABS樹脂特注ケースの加工内容と加工方法
工程設計の要点
- 図面確認と素材準備:客先からPDFメールで届いた図面を詳細確認し、ABS樹脂5t板材・10t板材を必要サイズにカット。
- 外形切削加工:3軸マシニングセンターでフラットエンドミルを使用して各部品を削り出し。板厚は素材厚のまま使用。接着後に外角(かど)となる部分には角R3(コーナーR3)の切削加工を施す。
- 貫通穴あけ加工:5t板材にφ54・φ40・φ30.5・φ25.5・φ12・φ10.5・φ5・φ4の8サイズの貫通丸穴をドリルで加工(各サイズ複数個)。
- ヘリサート下穴あけ加工:5t板材にM4ヘリサート用下穴20箇所・M3ヘリサート用下穴4箇所、10t板材(裏側)にM3ヘリサート用下穴14箇所をそれぞれ加工。
- タップ加工:ヘリサート挿入用の下穴に対してM3ヘリサート・M4ヘリサートのメスねじを切削加工。
- ヘリサート挿入:ヘリサート用のタップ加工をした箇所にM4ヘリサート20個・M3ヘリサート18個(5t板)とM3ヘリサート14個(10t板)を挿入してネジ締結強度を確保。
- 糸面取り加工:全部品のエッジ部を糸面取り処理しバリを除去。
- 溶剤接着加工による一体化:ABS樹脂専用の溶剤を用いて各部品を接着・一体化。表側には接着構造による窓の凹みを形成。(蓋は別途製作)
- 補強材接着:ケース内部の内角に補強棒を接着し、筐体全体の強度をアップ。
- 寸法検査・梱包・出荷:図面仕様との照合確認後、適切な梱包を施して宅配便で出荷。
ABS樹脂切削・接着加工で注意すべきポイント
- 切削熱の管理:ABS樹脂は熱変形温度が88〜107℃と低いため、切削速度を抑えて発熱を最小化する。
- 工具切れ味:鈍った工具は摩擦熱を増大させる。シャープなエンドミル・ドリルを使用すること。
- 穴あけ時の割れ防止:大径穴(φ40以上)は段階的な下穴加工を挟み、樹脂に急激な負荷をかけない。
- 接着前の表面処理:接着面を清潔に保ち、油分・切削粉を完全に除去してから溶剤を塗布する。接着強度が大きく左右される。
- 溶剤の適量管理:ABS用溶剤は塗布量が多すぎると表面が白濁・変形する。薄く均一に塗布する。
- 接着後の養生時間:溶剤接着は化学結合であるため、十分な養生時間を確保してから次工程に移ること。
- 内角への補強棒接着:接合部の内角に補強棒を追加することで、接着面への剥離方向の力を分散させ、筐体強度を高める。
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
本製品にはABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)の板材(5t・10t)を使用しています。アクリロニトリル(A)・ブタジエン(B)・スチレン(S)の3成分からなる熱可塑性プラスチックで、機械的強度・成形性・表面外観のバランスに優れた素材です。ABS樹脂には汎用・耐衝撃・難燃・めっき対応など用途に応じた品種があり、切削加工・穴あけ加工・接着加工などの二次加工にも適しています。支給品への追加工については、素材グレード・形状・肉厚・劣化状態などを確認したうえで、対応可否をご案内しています。詳細な素材情報はABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)素材解説ページをご参照ください。
ABS樹脂の特性と優位性
- 耐衝撃性:アイゾット衝撃強度75〜640J/m(ノッチ付)と高く、落下や振動が発生する産業機器用ケースに適する。
- 切削・接着加工性:切削加工のしやすさと溶剤接着の容易さを兼ね備えており、複雑形状の特注ケースを精度よく製作できる。
- 電気絶縁性:体積抵抗率1016Ω・cmクラスの絶縁性を持ち、電気・電子機器の筐体素材として信頼性が高い。
- 寸法安定性:吸水率0.2〜0.6%と低く、湿度変化による寸法変化が小さいため、精密部品に向いている。
- コストパフォーマンス:PC・PEEKなど他のエンジニアリングプラスチックに比べて材料費が安く、小ロット特注ケースのコストを抑えられる。
ABS樹脂の主要物性値
| 物性値 | 単位 | 数値(代表値) | 試験規格 |
|---|---|---|---|
| 比重 | – | 1.16〜1.21 | ASTM D792 |
| 引張強度 | MPa | 23〜55 | ASTM D638 |
| 曲げ強度 | MPa | 66〜96 | ASTM D790 |
| アイゾット衝撃強度(ノッチ付) | J/m | 75〜640 | ASTM D256 |
| ロックウェル硬度(Rスケール) | – | R100〜120 | ASTM D785 |
| 荷重たわみ温度(1.81MPa) | ℃ | 88〜107 | ASTM D648 |
| 線膨張係数 | ×10-5/℃ | 6.5〜9.5 | ASTM D696 |
| 吸水率 | % | 0.2〜0.6 | ASTM D570 |
※ 上記は一般用グレードの代表値(ASTM規格)。グレードにより数値は異なる。設計・製造の際は各材料メーカーの最新データシートを参照すること。出典:「プラスチック読本」(株式会社プラスチックス・エージ)をもとに編集。
ABS樹脂と他素材の比較
| 比較項目 | ABS樹脂 | 塩化ビニル(PVC) | アクリル(PMMA) | ポリカーボネート(PC) | アルミニウム | SUS304(ステンレス鋼) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 耐衝撃性 | ◎ | ○ | △ | ◎ | ○ | ◎ |
| 接着・溶剤接着のしやすさ | ◎ | ○ | ○ | ○ | × | × |
| 切削加工性 | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ |
| 耐熱性(荷重たわみ温度) | 88〜107℃ | 60〜75℃ | 80〜100℃ | 125〜135℃ | 660℃(融点) | 1400℃以上(融点) |
| 電気絶縁性 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × |
| 耐候性(屋外使用) | △ | △ | ◎ | ○ | ○ | ◎ |
| コスト指数(板材・加工費合算) | 低 | 低 | 中 | 中〜高 | 中 | 高 |
| 汎用性(二次加工対応幅) | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ |
| 接着加工事例 | ABS樹脂接着加工事例 | 塩化ビニル接着加工事例 | アクリル接着加工事例 | ポリカーボネート接着加工事例 | – | – |
※ 評価記号:◎優秀・○良好・△やや劣る・×不適。耐熱性の数値はASTM D648(1.81MPa荷重)による荷重たわみ温度の代表値(金属は融点)。コスト指数は板材+切削加工費の相対比較であり目安。青色( )=ABS樹脂、黄色( )=他樹脂、白( )=金属。
ABS樹脂を選ぶべきケース・再検討すべきケース
| ABS樹脂が向いているケース | 他素材も検討すべきケース |
|---|---|
| 電気・電子機器の絶縁筐体・操作ボックスを製作したい | 使用環境が100℃を超える高温環境(PCやPEEKを検討) |
| 複雑な形状を切削・接着の組み合わせで製作したい | 透明性が必要(アクリルまたはPCを検討) |
| 試作1個〜小ロットでコストを抑えてケースを作りたい | 屋外での長期使用や耐候性が必須(PCやステンレスを検討) |
| ヘリサート・インサートを組み込んで繰り返しネジ着脱に対応したい | 強酸・強アルカリ・有機溶剤への耐薬品性が必要(PVCやPTFEを検討) |
| 軽量で印刷・塗装・めっきなどの表面処理も視野に入れている | 高い剛性・強度が必要(アルミやSUSを検討) |
※ 判断に迷う場合はご相談ください。用途・環境条件をお聞きした上で適切な素材をご提案します。
ABS樹脂の長所と短所
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 耐衝撃性・剛性・硬度のバランスが良く、産業用ケースの素材として信頼性が高い | 耐候性が低く、屋外での長期使用では紫外線劣化・変色のリスクがある |
| 切削・接着・塗装・印刷・めっきなど多様な二次加工に対応しやすい | 荷重たわみ温度が88〜107℃と低く、高温環境では変形・劣化の恐れがある |
| 電気絶縁性に優れ、電気・電子機器の筐体素材として適している | 可燃性があり、火気のある環境では難燃グレードの選定が必要 |
| 光沢のある美しい表面と着色しやすい特性で、外観品質の高い製品が得られる | ケトン・エステル・塩素化炭化水素など特定の有機溶剤には溶解するため注意が必要 |
| 他のエンジニアリングプラスチックや金属に比べて材料コストが低い | 傷つきやすく、硬いものとの接触では表面に傷がつくことがある |
ABS樹脂のよくあるトラブルと当社の対策
| トラブル | 主な原因 | 当社の対策 |
|---|---|---|
| 切削時のバリ・毛羽立ち | 工具の摩耗・切削速度過多 | シャープな工具を使用し、適切な送り速度・回転数を設定。加工後に糸面取りでバリを除去。 |
| 大径穴あけ時のクラック・割れ | 急激な負荷・一気の穴あけ | φ40以上の大径穴は段階的な下穴加工を挟み、樹脂への負荷を分散させる。 |
| 接着後の白濁・シミ | 溶剤の塗布量過多・はみ出し | 溶剤は薄く均一に塗布。マスキングを適切に行い、はみ出しを防ぐ。 |
| 接着部の剥離・強度不足 | 接着面の油分・切粉残留・養生不足 | 接着前に接着面を十分に洗浄・乾燥させ、十分な養生時間を確保。内角への補強棒接着で強度を補完。 |
| ヘリサート周辺の樹脂割れ | 下穴径の不足・タップ加工精度のばらつき | ヘリサート規格に合わせた適正な下穴径でドリル加工し、タップ加工の精度を管理。 |
加工トラブルや素材選定でお困りの場合は、お気軽にご相談ください。
ABS樹脂切削・接着加工が活躍する分野
- 産業機器・制御機器:操作パネル用筐体、計器ボックス、電装ケースなど。絶縁性と加工自由度を活かした特注対応。
- 電気・電子機器:計測器の筐体、電源ユニットケース、端子台カバーなど。絶縁性・寸法精度が求められる部品に対応。
- 試作・開発分野:新製品の試作筐体・プロトタイプケース。試作1個から対応でき、設計変更に柔軟に対応できる。
- 医療・検査機器:機器の外装ケース・部品収納ボックス。軽量・絶縁・加工精度の三拍子が揃った素材として採用。
FAQ:ABS樹脂特注ケース切削・接着加工のよくある質問
Q1. ABS樹脂ケースの最小ロット数はいくつですか?
A1. 1個から製作いただけます。試作・小ロット生産に対応しており、数量が増えるほど単価は下がります。まずはお気軽にお問い合わせください。
Q2. ABS樹脂ケースの納期の目安を教えてください。
A2. 加工内容や数量により異なりますが、標準的な部品で5〜7日程度が目安です。詳細はお見積りの際にお知らせします。
Q3. 図面がなくてもケースの製作を依頼できますか?
A3. 正式な図面がない場合でも製作できる可能性がございます。ただし、形状や寸法がわかる手書きの図面(ポンチ絵)や、現物のご支給をお願いしております。寸法情報のないイメージイラストのみの場合は、製作をお受けできないことがございますのであらかじめご了承ください。まずは、お気軽にご相談ください。
Q4. ABS樹脂以外の素材でケースを作ることはできますか?
A4. はい、可能です。ポリカーボネート・アクリル・塩ビ・POMなど様々な樹脂素材に対応しています。用途・環境条件をお聞きした上で最適な素材をご提案します。
Q5. 溶剤接着加工とはどのような接着方法ですか?
A5. 溶剤接着加工は、ABS樹脂専用の溶剤を接着面に塗布し、樹脂表面を化学的に溶解・融合させる接着方法です。樹脂同士が一体化するため接合強度が高く、外観も美しく仕上がります。
Q6. ヘリサートを挿入する理由は何ですか?
A6. ABS樹脂はプラスチックのため、直接ねじ切りするとネジの繰り返し締め緩めで摩耗・変形が起きやすい箇所があります。ヘリサート(コイル状のステンレス製インサート)を挿入することで金属並みのネジ締結強度を確保できます。
Q7. 角Rと隅Rの違いを教えてください。
A7. 「角R(かどR)」はケースの外側の角(凸の角)に付ける丸みで、今回の接着後に外角になる部分に施したコーナーR3は「角R」です。「隅R(すみR)」はケース内側の隅(凹の角)に付ける丸みです。隅Rは、エンドミルで切削したとき、エンドミルの半径分のRとして自然に発生するものです。
Q8. 補強棒を接着する目的は何ですか?
A8. 溶剤接着のみでは、接着面に対して剥がれる方向(剥離方向)の力に対して弱くなる場合があります。内角に補強棒を接着することで力を分散させ、ケース全体の剛性と接着強度を大幅に向上させます。
Q9. ケースにロゴや文字の印刷はできますか?
A9. はい、内容によってはシルク印刷などの印刷にも対応可能です。印刷範囲・色数・数量・素材状態によって対応可否が変わるため、詳しくはお問い合わせください。
Q10. ABS樹脂ケースの価格はどのくらいですか?
A10. 受注生産のため、価格はケースのサイズ・形状・加工内容・数量によって異なります。図面やスケッチをご提示いただければお見積りします。
Q11. ABS樹脂ケースは屋外での使用に向いていますか?
A11. ABS樹脂は紫外線による劣化・変色が起きやすいため、屋外での長期使用には向いていません。屋外での使用が必要な場合は、耐候性の高い素材(PCやASAなど)への変更、または紫外線対策塗装をご検討ください。
Q12. 支給した既製品ケースへの追加工(穴あけ・ヘリサート挿入など)は対応していますか?
A12. はい、支給品への追加工にも対応しています。穴あけ・ヘリサート挿入・面取りなど、ご要望の加工内容をお知らせください。素材・形状によっては対応が難しい場合もありますので、まずはご相談ください。
ご依頼から納品までの流れ
- お問い合わせ・ご相談:メールフォームまたはお電話にて、加工内容・素材・数量・納期希望をお知らせください。
- お見積り:図面・スケッチをもとにお見積りを作成してご提示します。
- ご発注・図面確認:ご発注後、図面の詳細を確認し、加工内容をすり合わせます。
- 加工・検査:切削・穴あけ・ヘリサート挿入・接着・補強など各工程を経て、寸法検査を実施します。
- 梱包・出荷:適切な梱包を施し、宅配便でお届けします。
まとめ
ABS樹脂は切削・接着・穴あけの複合加工に適した素材であり、今回のような複雑な特注ケースを精度よく製作することができます。縦250×横180×高さ85mmの筐体に多数の穴・ヘリサート・補強構造を組み込んだ本事例のような一貫加工も、試作1個から対応しています。
ABS樹脂特注ケースの製作・追加工・素材選定でご不明な点があれば、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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