
PEEK切削加工品|φ8×30L・微細穴φ0.8事例
- プラスチック加工品例 -
PEEK切削加工品|φ8×30L・微細穴φ0.8事例
この記事の要点
- PEEK(スーパーエンプラ)の旋盤による精密切削事例
- 外形:φ8×30L、段・テーパーの複合形状
- 段付きザグリ+貫通穴φ0.8の微細穴加工に対応
- 熱影響を抑える条件最適化で寸法精度を確保
- 関連:PEEK加工事例一覧ページ、PEEK素材解説ページ、主要設備一覧ページ、見積依頼フォーム
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を旋盤で精密切削した事例です。
外形φ8×30Lに段・テーパーを形成し、センターに段付きザグリと貫通穴φ0.8を加工。
発熱を抑えた条件最適化と工具選定により、寸法精度と面品位を両立しています。
▶ 過去のPEEK切削加工事例は、PEEK切削加工品一覧ページをご覧ください。
▶ PEEKの特性・物性・用途は、PEEK素材解説ページで詳しく紹介しています。
PEEK切削加工の詳細解説
本製品は、PEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン)を素材とし、NC旋盤による精密切削加工で製作した特注部品です。お客様からご支給いただいたPDF図面に基づき、外径φ8×30Lの素材から途中φ6mmを経て先端φ1.5mmへとテーパー形状を持たせた精密部品を、表面粗さ▽▽▽の高品質仕上げで実現しました。
PEEK樹脂は、エンジニアリングプラスチックの中でも最高クラスの機械的特性と耐熱性を誇る素材です。金属に匹敵する強度と剛性を持ちながら、軽量で耐薬品性にも優れているため、医療機器・航空宇宙・半導体製造装置など、高い信頼性が求められる分野で広く採用されています。
▶ 他のPEEK切削加工事例も掲載しています。PEEK切削加工の一覧ページをご覧ください。
PEEK加工工程ステップ
- PDF図面の内容確認とCAD/CAMプログラム作成
お客様から支給されたPDF図面を詳細に確認し、寸法公差・表面粗さ・形状精度などの要求仕様を把握します。CAD/CAMソフトウェアでNCプログラムを作成し、加工経路の最適化と工具干渉チェックを実施します。 - PEEK丸棒材の準備と固定
必要なサイズのPEEK丸棒材を用意し、反りや歪みがないことを確認します。NC旋盤のチャックに確実に固定し、振れ精度を測定して加工精度を確保します。 - バイトによる長さ切削
図面指定の長さに合わせて端面加工を行い、基準面を作成します。 - バイトによる外形加工(表面粗さ▽▽▽指定)
外径寸法を削り出し、テーパー加工を順次実施します。特に先端φ1.5mmの細径部分は、工具剛性と切削条件を最適化して慎重に加工します。 - ドリルによる丸穴あけ加工
ワークのセンターにφ2mmの穴を開け、さらに先端に向けてφ0.8mm貫通穴を加工します。小径穴加工では切削油を十分に供給し、切りくず排出を確実に行います。 - 糸面取り加工
製品のエッジ部分に糸面取りを施し、安全性と品質感を向上させます。 - 最終検査と品質確認
各種測定器で寸法測定を実施し、外観検査、図面との照合を行います。品質基準をクリアしていることを確認してから納品いたします。
PEEK樹脂切削加工で注意すべきポイント
- 切削速度の最適化:切削速度は80~150m/minが推奨範囲です。速すぎると熱による変形や工具摩耗が進行し、遅すぎると切りくずの排出不良や加工面の荒れが発生します。
- 送り速度の調整:送り速度は0.1~0.3mm/revを基本とし、仕上げ加工では0.05~0.1mm/revに落として表面粗さを向上させます。
- 工具材質の選定:超硬合金製の鋭利な刃先を持つバイトが最適です。CBN(立方晶窒化ホウ素)工具も高精度加工に有効です。PCD(多結晶ダイヤモンド)工具は長寿命ですが、コストとのバランスを考慮します。
- 工具形状と刃先処理:ポジティブすくい角(5~10度)を持つ工具が切削抵抗を低減します。刃先は鋭利に保ち、摩耗したら早めに交換します。
- 切削油の使用:水溶性切削油または植物性切削油を使用し、切削熱を抑制します。特に穴あけ加工では十分な切削油供給が必須です。
- ワーク固定方法:PEEK樹脂は金属に比べて柔軟性があるため、過度な締付けは変形の原因となります。適切なチャック圧力で均等に固定します。
- 切削温度管理:連続使用温度250℃を超えないよう、切削熱を管理します。断続切削や切削油による冷却で温度上昇を抑制します。
- 切りくず処理:PEEKの切りくずは細長く絡みやすいため、チップブレーカー付き工具の使用や切削条件の調整で短く分断します。
- 寸法精度の確保:切削後の熱収縮や残留応力による変形を考慮し、粗加工と仕上げ加工の間に時間を置くことも検討します。
本製品で使用したPEEK樹脂について
本製品には、PEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)の丸棒材を使用しています。PEEKは、スーパーエンジニアリングプラスチックの代表格として、卓越した機械的強度・耐熱性・耐薬品性を兼ね備えた高機能樹脂です。
PEEK樹脂には、純粋なPEEK(アンフィルド)のほか、ガラス繊維強化グレードやカーボン繊維強化グレードなど、用途に応じた複数のバリエーションがあります。また、色についてもナチュラル(ベージュ系)やブラックなどが選択可能です。
PEEK樹脂の詳しい特性や種類、加工事例については、樹脂加工ドットコムのPEEK素材解説ページをご覧ください。
PEEK樹脂の特性と優位性
PEEKは、連続使用温度250℃という卓越した耐熱性を持ち、高温環境下でも機械的特性を維持します。これは、多くのエンジニアリングプラスチックが100℃前後で軟化するのに対し、圧倒的な優位性です。
引張強度約100MPa、曲げ弾性率約3.8GPaという金属に匹敵する機械的強度を実現しながら、密度は約1.3g/cm³と軽量です。アルミニウムの約半分、ステンレスの約1/6の重量で、軽量化が求められる用途に最適です。
優れた耐薬品性により、濃硫酸や有機溶剤にも侵されにくく、化学プラントや医療機器での使用に適しています。また、低吸水性(0.5%/24時間)のため、寸法安定性にも優れています。
電気絶縁性と耐放射線性も備えており、半導体製造装置や原子力関連機器にも採用されています。さらに、生体適合性があり、医療用インプラントとしても使用可能です。
優れた摺動特性と耐摩耗性を持ち、無給油での使用が可能です。軸受けやギアなど、摺動部品への適用が広がっています。
難燃性(UL94 V-0相当)で、火災安全性が求められる航空宇宙分野でも信頼されています。
これらの特性により、PEEKは金属代替材料として、また他の樹脂では実現できない高性能部品の素材として、幅広い産業分野で採用が拡大しています。
PEEK樹脂の主要特性(物性値)
| 特性項目 | 単位 | 代表値 |
|---|---|---|
| 密度 | g/cm3 | 1.30~1.32 |
| 引張強度 | MPa | 90~100 |
| 引張弾性率 | GPa | 3.5~4.0 |
| 曲げ強度 | MPa | 140~170 |
| 曲げ弾性率 | GPa | 3.6~4.0 |
| 圧縮強度 | MPa | 120~130 |
| シャルピー衝撃強度 | kJ/m2 | 7~9 |
| 融点 | ℃ | 343 |
| ガラス転移温度 | ℃ | 143 |
| 連続使用温度 | ℃ | 250 |
| 線膨張係数 | ×10-5/℃ | 4.7~5.0 |
| 熱伝導率 | W/(m·K) | 0.25 |
| 吸水率(24時間) | % | 0.5 |
| 体積抵抗率 | Ω·cm | 1016 |
| 誘電率(1MHz) | – | 3.2 |
| 難燃性 | – | UL94 V-0 |
※上記数値は代表値であり、グレードや試験条件により変動する場合があります。
PEEK・他樹脂素材・金属素材との比較表と優位性分析
PEEKと他の代表的な樹脂素材、金属素材を多角的に比較しました。各素材の特性を数値データで比較することで、用途に応じた最適な素材選定が可能になります。
| 特性項目 | PEEK | PTFE (テフロン) |
POM (ジュラコン) |
アルミニウム (A6061) |
ステンレス (SUS304) |
|---|---|---|---|---|---|
| 密度 (g/cm3) | 1.30 | 2.15 | 1.42 | 2.70 | 7.93 |
| 引張強度 (MPa) | 100 | 25 | 65 | 310 | 520 |
| 引張弾性率 (GPa) | 3.8 | 0.5 | 2.8 | 69 | 193 |
| 連続使用温度 (℃) | 250 | 260 | 90 | 150~200 | ~870 |
| 吸水率(24h) (%) | 0.5 | 0.01 | 0.22 | – | – |
| 耐薬品性 | ◎ | ◎ | ○ | △ | ○ |
| 電気絶縁性 | ◎ | ◎ | ○ | × | × |
| 加工性 | ○ | △ | ◎ | ◎ | ○ |
| コスト(指数) | 10 | 5 | 2 | 3 | 4 |
| 汎用性 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 加工品事例 | PEEK加工品事例 | PTFE加工品事例 | POM加工品事例 | ― | ― |
◎:非常に優れている ○:優れている △:やや劣る ×:劣る
※コスト指数は相対的な目安です(POMを2とした場合)。
比較表から見るPEEK樹脂の優位点
- 樹脂の中で最高クラスの機械的強度:引張強度100MPa、弾性率3.8GPaは、他の樹脂を大きく上回り、金属代替材料として十分な性能を持ちます。
- 高温環境での安定性:連続使用温度250℃は、POMの90℃と比べて圧倒的に高く、高温用途に最適です。PTFEと同等の耐熱性を持ちながら、機械的強度はPTFEの4倍です。
- 軽量性:密度1.30g/cm³は、アルミニウムの約半分、ステンレスの約1/6で、軽量化ニーズに応えます。
- 総合的なバランスの良さ:耐熱性・機械的強度・耐薬品性・電気絶縁性を高次元でバランスさせた唯一無二の特性を持ちます。
- 金属が使えない環境での代替材料:電気絶縁性や非磁性が求められる用途、腐食環境下での使用に金属に代わる選択肢となります。
- 医療・食品分野での適合性:生体適合性と低アウトガス性により、医療機器や食品接触用途にも使用可能です。
PEEK樹脂の長所と短所
| 長所(特徴・特性) | 短所(特徴・特性) |
|---|---|
| ◎ 卓越した耐熱性 連続使用温度250℃、短時間であれば300℃以上でも使用可能 |
△ 材料コストが高い エンプラの中でも高価格帯、大量生産には不向き |
| ◎ 優れた機械的強度 金属に匹敵する強度と剛性、樹脂の中で最高クラス |
△ 加工難易度がやや高い 切削条件の最適化が必要、工具摩耗も考慮が必要 |
| ◎ 優れた耐薬品性 濃硫酸以外のほとんどの化学薬品に耐性あり |
△ 成形温度が高い 射出成形時に高温(360~400℃)が必要 |
| ◎ 軽量 密度1.3g/cm3で金属の1/2~1/6の重量 |
△ 着色のバリエーションが少ない ナチュラル(ベージュ)とブラックが主流 |
| ◎ 低吸水性 吸水率0.5%で寸法安定性に優れる |
△ 溶剤接着が困難 接着には特殊な処理や手法が必要 |
| ◎ 電気絶縁性 優れた絶縁特性、半導体装置にも使用可能 |
△ 透明性がない 光学用途には使用不可 |
| ◎ 生体適合性 医療用インプラントとして使用可能 |
△ 加工時の粉塵対策が必要 切削時の微細粉塵への配慮が必要 |
| ◎ 難燃性 UL94 V-0レベルの難燃性 |
△ 熱膨張係数が金属より大きい 金属との組合せ時は温度変化に注意 |
PEEK加工でよくあるトラブルと当社の対策
PEEK樹脂は高性能素材ですが、加工には専門的な知識と経験が必要です。当社では長年の加工実績から蓄積したノウハウにより、高品質な製品を安定して供給しています。
| トラブル | 主な原因 | 当社の対策 |
|---|---|---|
| 寸法精度の不良 | 切削熱による膨張、残留応力による変形、工具摩耗 | 切削条件の最適化、適切な切削油使用、粗加工と仕上げ加工の分離、高精度測定による品質管理 |
| 表面粗さの悪化 | 工具刃先の摩耗・欠損、切削速度の不適切、送り速度が速すぎる | 鋭利な刃先の維持、工具の定期交換、仕上げ加工での送り速度最適化、工具形状の選定 |
| 切りくずの絡み | 切削条件の不適切、チップブレーカー不足 | チップブレーカー付き工具の採用、切削条件の調整、切りくず排出経路の確保 |
| 加工中の変形 | 固定圧力の過不足、切削熱による熱変形、ワーク剛性不足 | 適切なチャック圧力設定、切削油による冷却、細径部の加工順序の工夫、補助支持具の使用 |
| 小径穴の加工不良 | ドリル折損、穴位置精度不良、切りくず排出不良 | 高剛性ドリルの使用、センタードリル加工、ペック加工による切りくず排出、切削油の十分な供給 |
| バリの発生 | 工具刃先の鈍化、出口側の支持不足 | 鋭利な工具の使用、適切な切削条件、バックアップ材の使用、バリ取り工程の追加 |
PEEK加工でお困りの際は、お気軽にご相談ください。図面を拝見し、最適な加工方法と見積もりをご提案いたします。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
当社のPEEK加工が活躍する分野
株式会社三森製作所では、PEEK樹脂の特性を最大限に活かした精密切削加工により、多様な産業分野のお客様に貢献しています。特に本製品のような特注精密加工部品では、図面指定の厳しい公差や複雑形状にも対応し、高品質な製品を提供しています。
主な加工実績分野
- 半導体製造装置:ウェハハンドリング部品、真空チャンバー内部品、絶縁部品、耐薬品性部品
- 医療機器:手術器具部品、滅菌可能部品、生体適合部品、インプラント用試作部品
- 航空宇宙:軽量化部品、耐熱部品、難燃性部品、電気絶縁部品
- 自動車産業:エンジン周辺耐熱部品、電動化関連の絶縁部品、軽量化部品
- 分析・計測機器:耐薬品性流路部品、精密機構部品、電気絶縁部品
- 化学プラント:耐薬品性シール部品、バルブ部品、ポンプ部品
- 食品機械:食品接触可能部品、高温洗浄対応部品、摺動部品
- 試作・開発分野:新製品開発用試作部品、少量生産部品、機能評価用サンプル(小ロット対応可能)
当社では、1個からの小ロット生産にも対応しており、試作段階から量産まで一貫してサポートいたします。NC旋盤による高精度加工で、お客様の多様なニーズにお応えします。
PEEK加工のご依頼・ご相談は、ぜひ当社にお任せください。図面を送付いただければ、迅速にお見積もりいたします。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
よくある質問(FAQ)
Q1. PEEK樹脂の切削加工は他の樹脂と比べて難しいですか?
A1. PEEKは機械的強度が高いため、一般的な樹脂よりも工具への負荷が大きく、切削条件の最適化が重要です。しかし、当社では長年の加工実績により最適な切削条件を確立しており、高精度な加工を安定して実現しています。適切な工具選定と切削油の使用により、高品質な仕上がりを実現できます。
Q2. PEEK加工の最小ロット数はどれくらいですか?
A2. 1個から対応可能です。試作品や開発段階での少量生産にも対応しており、お客様のニーズに柔軟に対応いたします。小ロットでもコストを抑えた製作が可能ですので、お気軽にご相談ください。
Q3. 図面がPDFしかないのですが、加工依頼できますか?
A3. はい、PDF図面での対応が可能です。本製品もお客様からPDF図面を支給いただき製作しました。PDF図面からCAD/CAMでプログラムを作成し、精密切削加工を行います。DXF・DWGなどのCADデータがあればより迅速な対応が可能ですが、PDFのみでも問題ありません。
Q4. PEEK加工で実現できる寸法精度はどれくらいですか?
A4. NC旋盤による精密加工により、±0.05mm~±0.02mmの公差に対応可能です。より厳しい公差が必要な場合もご相談ください。表面粗さについても▽▽▽(Ra0.8~1.6μm相当)の仕上げが標準的に実現できます。
Q5. PEEKとPTFE(テフロン)はどちらを選ぶべきですか?
A5. 機械的強度が必要な場合はPEEK、耐薬品性や低摩擦性を最優先する場合はPTFEが適しています。PEEKの引張強度はPTFEの約4倍で、荷重のかかる部品に向いています。一方、PTFEは摩擦係数が極めて低く、シール材や摺動部品に最適です。用途に応じた最適な素材をご提案いたします。
Q6. PEEK樹脂は金属の代替材料として使えますか?
A6. はい、多くの用途で金属代替材料として使用可能です。特に軽量化・電気絶縁性・耐薬品性が求められる用途では、アルミニウムやステンレスの代替として優れた選択肢となります。ただし、極めて高い荷重や衝撃がかかる用途では金属の方が適している場合もあります。
Q7. 納期はどれくらいかかりますか?
A7. 製品の複雑さや数量により異なりますが、標準的な部品であれば5~7日程度です。お急ぎの場合は短納期対応も可能ですので、ご相談ください。図面確認後、正確な納期をお知らせいたします。
Q8. PEEK材料にはどのようなグレードがありますか?
A8. 主なグレードとして、純粋なPEEK(アンフィルド)、ガラス繊維強化PEEK(GF30%など)、カーボン繊維強化PEEK(CF30%など)があります。強化材の添加により強度や剛性が向上しますが、加工性はやや低下します。用途に応じて最適なグレードをご提案いたします。
Q9. PEEK加工で表面粗さ▽▽▽(Ra0.8μm程度)は実現できますか?
A9. はい、実現可能です。仕上げ加工の条件最適化や工具の選定により、Ra0.8μm程度の表面粗さも対応できます。ただし、加工コストや時間が増加しますので、必要な表面粗さについてご相談ください。
Q10. 図面に指定された公差が厳しいのですが、対応可能ですか?
A10. はい、高精度加工に対応しています。幾何公差(真円度・円筒度・同軸度など)にも対応可能です。図面を拝見し、実現可能性とコストについてご提案いたします。必要に応じて測定データもご提供いたします。
Q11. 小径穴(φ1mm以下)の加工は可能ですか?
A11. はい、φ0.5mm程度までの小径穴加工に対応しています。本製品でもφ0.8mm貫通穴を精密に加工しました。小径穴加工では切削条件や工具選定が重要ですが、当社の技術力で高精度な加工を実現します。
Q12. PEEK加工品の品質保証はどのように行っていますか?
A12. 全ての製品について、寸法測定・外観検査・図面との照合を実施しています。各種測定器を用いた精密測定により、図面指定の公差内に収まっていることを確認してから出荷します。必要に応じて検査成績書の発行も可能です。
ご注文から納品までの流れ
- お問い合わせ・図面支給
お問い合わせメールフォームまたはお電話(0553-33-6927)でご連絡ください。PDF図面やCADデータをメールでお送りいただきます。FAX(0553-32-1502)で図面を送信いただくことも可能です。 - 図面確認と見積書作成
支給いただいた図面を詳細に確認し、加工方法・使用材料・納期を検討します。通常1~2営業日以内にお見積書を提出いたします。不明点があれば確認のご連絡をさせていただきます。 - 見積書のご確認と注文書受領
お見積内容にご納得いただけましたら、注文書を発行ください。メールやFAXでの発注にも対応しています。 - 加工作業の開始
CAD/CAMでNCプログラムを作成し、材料を手配します。NC旋盤による切削加工を実施し、各工程で寸法・品質を確認しながら進めます。 - 最終検査と品質確認
加工完了後、各種測定器で寸法測定を行い、外観検査を実施します。図面指定の公差や表面粗さをクリアしていることを確認します。 - 梱包と納品
検査合格後、適切に梱包して指定の納品先にお届けします。宅配便または直接納品にて対応いたします。検査成績書が必要な場合は同封いたします。
まとめ
PEEK樹脂は、卓越した耐熱性・機械的強度・耐薬品性を兼ね備えた、スーパーエンジニアリングプラスチックの最高峰です。連続使用温度250℃という高い耐熱性と、金属に匹敵する強度を持ちながら軽量で、多様な産業分野で金属代替材料として採用が拡大しています。
株式会社三森製作所では、NC旋盤による精密切削加工により、本製品のような複雑形状・厳しい公差のPEEK加工品を高品質に製作しています。PDF図面からの加工対応、1個からの小ロット生産、試作から量産まで、お客様のあらゆるニーズにお応えします。
PEEK加工は、切削条件の最適化や工具選定など、専門的な知識と経験が求められます。当社では長年の加工実績から蓄積したノウハウにより、寸法精度・表面粗さ・品質の安定性を高次元で実現しています。
半導体製造装置・医療機器・航空宇宙・自動車・分析機器など、高い信頼性が求められる分野での実績も豊富です。特注精密加工部品の製作では、図面指定の厳しい要求にも柔軟に対応し、お客様の製品開発を強力にサポートいたします。
PEEK加工でお困りの際は、ぜひ当社にご相談ください。図面を拝見し、最適な加工方法と正確なお見積もりをご提案いたします。お問い合わせを心よりお待ちしております。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
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