
PEEKマシニング加工品|精密切削・高精度事例
- プラスチック加工品例 -
PEEKマシニング加工品|精密切削・高精度事例
PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)板材をマシニングセンターで精密切削し、細リブ・ザグリ・M3タップを高精度に仕上げた事例です。耐熱性・耐薬品性・寸法安定性が求められる部品製作に適しています。
この記事の要点
- PEEK板材から、12.7×60×119.5mmの特注部品を製作した、精密マシニング加工事例です。
- 細リブ 0.5mm幅×2.6mm高、ザグリ、M3タップを含む形状を、マシニングセンターで高精度に仕上げています。
- 薄く細いリブ形状に対して、治具固定と多段切削を組み合わせ、反りを抑えながら安定した加工を行っています。
- PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)は、耐熱性・寸法安定性・機械強度に優れ、精密機構部品や高機能部品に適したスーパーエンプラです。
- 関連情報:PEEKマシニング加工事例一覧、PEEK3次元加工事例一覧、四角穴加工事例一覧、よくある質問Q&A
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 素材 | PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)板材 |
| 外形寸法 | 12.7×60×119.5mm |
| 加工内容 | 多工程の3次元精密切削加工、細リブ 0.5mm幅×2.6mm高、ザグリ、M3タップ |
| 加工設備 | マシニングセンター |
| 仕上げ | 糸面取り処理・バリ除去 |
| 外観品質の要点 | 治具固定と多段切削により、反りを抑えた仕上がり |
| 図面支給 | PDF図面支給 |
| ロット | 1個からの試作・特注部品に対応 |
▶ 加工形状や公差・面粗さの傾向を比較 → PEEK加工品の事例一覧
▶ PEEKの特性・物性・グレードを体系的に確認 → PEEKの素材解説(特性・物性・用途)
PEEK樹脂マシニング加工の詳細解説
本製品は、PEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)の板材を使用し、マシニングセンターによる高精度な切削加工を施した特注精密部品です。お客様からご支給いただいたPDF図面に基づき、CAD/CAMシステムでNCプログラムを作成し、フルバックカッター(正面フライス)、フラットエンドミル、ドリル、タップなど複数の工具を使い分けて複雑な3次元形状を仕上げました。
▶ 他のPEEKマシニング加工事例も掲載しています。PEEKマシニング加工品の一覧ページをご覧ください。
PEEK樹脂マシニング加工工程ステップ
- 図面確認とCAD/CAMプログラム作成:PDF図面をもとにNCプログラムを作成し、工具経路・切削条件を最適化します。
- 材料準備と治具設定:PEEK板材を必要寸法に切断し、振動・位置ずれを防ぐよう治具で確実に固定します。
- 基準面の平面切削加工:フルバックカッター(フェイスミル)で基準面を高精度に仕上げ、後工程の精度基準とします。
- 外径削り出し加工:フラットエンドミルで外形輪郭を精密に削り出し、図面寸法の形状を創出します。
- 四角穴加工:フラットエンドミルによるポケット加工で、指定寸法の角穴を成形します。
- ザグリ段加工:段差部をフラットエンドミルで精密に加工し、組み付け座面として仕上げます。
- リブ削り出し加工:細い4本のリブをフラットエンドミルで高精度に削り出します。
- ザグリ穴あけ加工:フラットエンドミルでボルト頭が収まるザグリ穴を精密に加工します。
- 貫通丸穴あけ加工:ドリルでザグリ穴中央に貫通穴を加工し、真円度と位置精度を確保します。
- タッピング加工:PEEK樹脂に適した送り速度でタップを使用し、ねじ山を正確に切削します。
- 糸面取り処理:全エッジに糸面取りを施し、バリを除去します。
- 最終検査と品質確認:ノギス・マイクロメーターで寸法を検査し、図面との適合を確認して完成です。
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:PEEKは熱伝導率が低く発熱しやすいため、50~150m/minを目安に素材の状態を観察しながら調整します。
- 送り速度の設定:0.05~0.2mm/刃を基準に、摩擦熱と工具負荷のバランスを取りながら微調整します。
- 工具の選定と管理:超硬合金製の鋭利な工具を使用し、切れ味低下によるバリや発熱を防ぐため定期交換を徹底します。
- 切削油剤の使用:水溶性切削油またはエアブローで切削熱を効果的に除去し、寸法精度と工具寿命を維持します。
- ワークの確実な固定:樹脂は金属より剛性が低いため、適切な治具で確実に固定し、振動・変形を防ぎます。
- 切り込み深さの管理:一度に深く切り込まず、複数パスで徐々に削り込み、精度と仕上がり面を確保します。
- 加工順序の最適化:荒加工から仕上げ加工へ段階的に進め、変形・ひずみを最小限に抑えます。
- 切りくずの除去:エアブローやブラシで切りくずを適宜除去し、加工面への傷付きを防ぎます。
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)の板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に分類される高性能樹脂で、優れた耐熱性、機械的強度、耐薬品性を兼ね備えており、航空宇宙、医療、半導体、自動車など幅広い分野で採用されています。純PEEK(アンフィルド)のほか、ガラス繊維強化・カーボン繊維強化・摺動グレードなど多様なバリエーションがあり、板材・丸棒・パイプと形状も豊富です。
▶ PEEK樹脂の詳しい特性や種類については、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260℃・引張強度95MPa・吸水率0.5%以下を誇るスーパーエンプラです。金属の約1/5の軽量さに加え、優れた電気絶縁性・耐薬品性・自己潤滑性を併せ持ち、半導体・医療・航空宇宙分野での採用実績が豊富です。主要な長所・短所は下表をご参照ください。
PEEK樹脂の主要特性(物性値)
| 特性項目 | 単位 | 数値 |
|---|---|---|
| 比重 | – | 1.30~1.32 |
| 引張強度 | MPa | 90~100 |
| 引張弾性率 | GPa | 3.6~4.0 |
| 曲げ強度 | MPa | 160~170 |
| 曲げ弾性率 | GPa | 3.8~4.2 |
| 圧縮強度 | MPa | 120~130 |
| シャルピー衝撃強度(ノッチ付) | kJ/m2 | 7~8 |
| ロックウェル硬度 | HRM | 99~102 |
| 熱変形温度(1.82MPa) | ℃ | 315~320 |
| 連続使用温度 | ℃ | 260 |
| 融点 | ℃ | 343 |
| 線膨張係数 | ×10-5/℃ | 4.7~5.0 |
| 熱伝導率 | W/(m・K) | 0.25 |
| 吸水率(23℃、24時間) | % | 0.1~0.5 |
| 体積抵抗率 | Ω・cm | 1016 |
| 誘電率(1MHz) | – | 3.2 |
| 難燃性(UL94規格) | – | V-0 |
※上記数値は代表値であり、保証値ではありません。グレードや測定条件により変動する場合があります。
PEEK樹脂・他樹脂素材・金属素材との比較表
PEEK樹脂と代表的な素材を機械的特性・耐熱性・コストなどの観点から比較しました。素材選定の参考にしてください。
| 特性項目 | PEEK | PPS | ポリイミド (PI) |
アルミニウム (A5052) |
ステンレス (SUS304) |
|---|---|---|---|---|---|
| 比重 | 1.31 | 1.35 | 1.43 | 2.68 | 7.93 |
| 引張強度(MPa) | 95 | 75 | 85 | 195 | 520 |
| 引張弾性率(GPa) | 3.8 | 3.3 | 3.0 | 70 | 193 |
| 連続使用温度(℃) | 260 | 220 | 250 | – | – |
| 熱変形温度(℃) | 315 | 260 | 360 | – | – |
| 吸水率(%) | 0.5 | 0.02 | 0.4 | – | – |
| 耐薬品性 | ◎ | ◎ | ◎ | △ | ○ |
| 電気絶縁性 | ◎ | ◎ | ◎ | × | × |
| 摺動特性 | ◎ | ○ | ○ | △ | △ |
| 加工性 | ○ | ○ | △ | ◎ | ○ |
| コスト指数 | 100 | 40 | 120 | 30 | 50 |
| 汎用性 | ◎ | ○ | △ | ◎ | ◎ |
| 加工品事例 | PEEK加工品事例 | PPS加工品事例 | ポリイミド加工品事例 | – | – |
※コスト指数はPEEKを100とした相対値です。◎:非常に優れる、○:優れる、△:やや劣る、×:劣る
PEEK樹脂の長所・短所分析
| 分類 | 内容 |
|---|---|
| 長所 | ■ 卓越した耐熱性 連続使用温度260℃、熱変形温度315℃と非常に高く、高温環境下でも機械的特性を維持します。 ■ 優れた機械的強度 引張強度95MPa、曲げ強度170MPaと、樹脂の中でもトップクラスの強度を誇ります。 ■ 優れた耐薬品性 ほとんどの酸、アルカリ、有機溶剤に対して高い耐性を持ち、過酷な化学環境でも使用可能です。 ■ 低吸水率と寸法安定性 吸水率0.5%以下と非常に低く、湿度変化による寸法変化がほとんどありません。 ■ 優れた摺動特性 自己潤滑性を持ち、摩擦係数が低く耐摩耗性に優れるため、無給油で使用できます。 ■ 電気絶縁性 体積抵抗率1016Ω・cmと高い絶縁性を持ち、電気・電子部品に最適です。 ■ 生体適合性と滅菌耐性 医療用途に適した生体適合性があり、γ線滅菌やオートクレーブ滅菌に対応します。 ■ 難燃性 UL94規格V-0(最高レベル)を取得しており、高い安全性を持ちます。 |
| 短所 | ■ 高い材料コスト スーパーエンジニアリングプラスチックの中でも高価な部類に入り、汎用樹脂の数十倍のコストがかかります。 ■ 加工時の熱管理が必要 熱伝導率が低いため、切削加工時に発熱しやすく、適切な冷却と切削条件の管理が必要です。 ■ 成形加工の難しさ 融点が343℃と高いため、射出成形には高温設備が必要で、加工コストが高くなります。 ■ 衝撃強度の限界 シャルピー衝撃強度は7~8kJ/m2と、ポリカーボネートなどに比べるとやや低めです。 ■ 入手性とリードタイム 特殊グレードや大型素材は納期がかかる場合があり、在庫確認が必要です。 ■ 接着・溶着の難しさ 耐薬品性が高いため、一般的な接着剤では接着しにくく、特殊な方法が必要です。 |
PEEK樹脂加工でよくあるトラブルと当社の対策
PEEK樹脂の切削加工では、素材特性を理解した適切な対応が求められます。当社ではこれまでの豊富な加工経験をもとに、トラブルを未然に防ぐ対策を実施しています。
| トラブル | 主な原因 | 当社の対策 |
|---|---|---|
| 加工面の溶融・変色 | 切削速度が速すぎる、工具の切れ味不足、冷却不足による発熱 | 適切な切削速度の設定(50~150m/min)、鋭利な工具の使用、水溶性切削油による効果的な冷却 |
| 寸法精度の低下 | 加工熱による膨張、クランプ不足による振動、工具摩耗 | 段階的な加工と十分な冷却時間の確保、確実な治具固定、定期的な工具交換と測定 |
| バリの発生 | 工具の切れ味不足、送り速度が速すぎる、切削条件の不適切 | 超硬合金製の鋭利な工具使用、適切な送り速度設定、最終工程での手作業による丁寧な糸面取り |
| ねじ山の破損 | タップの選定ミス、送り速度の不適切、下穴径の誤差 | PEEK専用のタップ選定、適切な送り速度と下穴径の管理、切削油の使用 |
| 工具寿命の短縮 | 不適切な切削条件、冷却不足、工具材質の選定ミス | 超硬合金製工具の使用、最適な切削条件の設定、十分な冷却、定期的なメンテナンス |
| 加工時の振動・ビビリ | ワークの固定不足、工具の突き出しが長い、切り込みが深すぎる | 適切な治具による確実な固定、工具突き出し長さの最小化、複数パスでの徐々な削り込み |
※上記以外のトラブルについても、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
当社のPEEK樹脂加工が活躍する分野
PEEK樹脂は高い信頼性が求められる幅広い分野で採用されています。当社では精密切削加工による特注部品と小ロット対応を強みとして、試作から実用品まで柔軟にお応えします。
主な加工実績分野
- 航空宇宙:構造・電気絶縁・内装部品、軸受け、ブッシュ
- 医療機器:手術器具、滅菌トレイ、インプラント部品、歯科器具
- 半導体製造装置:ウエハーキャリア、治具部品、絶縁部品、搬送装置部品
- 自動車:エンジン周辺部品、ギア、軸受け、電装・燃料系部品
- 産業機械:軸受け、ギア、シール・ポンプ・バルブ部品
- 試作・開発:プロトタイプ、評価サンプル、テスト治具、少量生産品
PEEK樹脂加工のご相談、図面支給によるお見積りなど、まずはお気軽にお問い合わせください。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
よくある質問(FAQ)
PEEK樹脂加工に関して、お客様からよくいただくご質問をまとめました。
Q1. PEEK樹脂とはどのような素材ですか?
A1. PEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)は、スーパーエンジニアリングプラスチックに分類される高性能樹脂です。連続使用温度260℃という卓越した耐熱性、優れた機械的強度、耐薬品性、寸法安定性を兼ね備えており、航空宇宙、医療機器、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使用されています。
Q2. PEEK樹脂の加工は難しいですか?
A2. PEEK樹脂は熱伝導率が低く加工時に発熱しやすいため、適切な切削条件の設定が重要です。しかし、当社では豊富な加工経験をもとに、最適な切削速度、送り速度、工具選定、冷却方法を確立しており、高精度な加工を安定して実現しています。マシニングセンターによる精密切削加工が可能です。
Q3. 小ロット(1個から数個)でも対応可能ですか?
A3. はい、1個からでも対応可能です。切削加工は金型が不要なため、試作品や少量生産品、特注部品の製作に最適です。お客様からPDF図面をご支給いただければ、CAD/CAMでプログラムを作成し、迅速に加工いたします。小ロット対応は当社の強みの一つです。
Q4. 図面はどのような形式で提出すればよいですか?
A4. PDF形式の図面が最も一般的ですが、DXF、DWG、STEP、IGESなどのCADデータでもご対応可能です。2D図面、3D図面のいずれでも構いません。図面がない場合は、現物サンプルや手書きスケッチから当社でCAD図面を作成し、その内容を確認いただいたのちに製作を進めます。まずはご相談ください。
Q5. 納期はどのくらいかかりますか?
A5. 加工内容や数量、素材の在庫状況によって異なりますが、一般的な精密加工部品であれば、ご注文後5~7日程度で納品可能です。お急ぎの場合は、短納期対応も可能な場合がありますので、お問い合わせ時にご相談ください。素材の手配期間が別途必要になる場合もございます。
Q6. PEEK樹脂以外の樹脂素材も加工できますか?
A6. はい、各種エンジニアリングプラスチックの加工については、豊富な実績があります。PPS、ポリイミド、PTFE、POM、MCナイロン、ポリカーボネート、アクリル、塩化ビニルなど、幅広い樹脂素材の切削加工が可能です。用途に応じた最適な素材のご提案もいたしますので、お気軽にご相談ください。
Q7. ガラス繊維強化PEEKやカーボン繊維強化PEEKも加工できますか?
A7. はい、強化グレードのPEEK樹脂の加工も可能です。ガラス繊維やカーボン繊維を添加したグレードは、さらに高い強度や剛性が得られますが、工具摩耗が激しくなるため、適切な工具選定と加工条件の管理が必要です。当社では強化グレードの加工実績も豊富にございます。
Q8. 加工精度はどの程度まで対応できますか?
A8. マシニングセンターによる精密加工により、一般公差±0.1mm、精密公差±0.05mm~±0.02mm程度まで対応可能です。より厳しい公差が必要な場合は、加工方法や測定方法を工夫することで対応できる場合もありますので、図面の公差をご確認の上、お問い合わせください。
Q9. PEEK樹脂とPPS樹脂の違いは何ですか?
A9. どちらもスーパーエンジニアリングプラスチックですが、PEEKの方が耐熱性が高く(連続使用温度PEEK:260℃、PPS:220℃)、機械的強度も優れています。一方、PPSの方が材料コストは安価です。用途や使用環境、コストを総合的に考慮して素材を選定することをお勧めします。
Q10. 見積りは無料ですか?
A10. はい、お見積りは無料です。PDF図面またはCADデータをお送りいただければ、加工内容を確認の上、お見積書を作成いたします。図面がない場合でも、仕様をお伺いして概算見積りを提示することも可能です。まずはお気軽にお問い合わせください。
Q11. PEEK樹脂は医療用途に使用できますか?
A11. はい、PEEKは生体適合性があり、医療機器や医療用インプラントに使用されています。γ線滅菌、オートクレーブ滅菌にも対応しており、手術器具部品、歯科器具、インプラント部品などに広く採用されています。医療用途での使用実績も豊富にございます。
Q12. タッピング加工やねじ切り加工は可能ですか?
A12. はい、タップ加工(めねじ)およびねじ切り加工(おねじ)に対応しています。PEEK樹脂は比較的硬い素材ですが、適切なタップやダイスを使用し、正確な下穴径と送り速度で加工することで、高品質なねじ山を形成できます。M1からM40程度まで幅広いサイズに対応可能です。
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)・FAX(0553-32-1502)にて、PDF図面やCADデータをお送りください。
- 図面確認と加工内容の検討:ご支給図面をもとに加工方法・素材・納期・コストを検討し、不明点はご連絡いたします。
- お見積書の作成と提出:加工内容に基づいたお見積書を、メールまたはFAXにてご提出いたします。
- ご注文書の受領:ご了承後にご注文書をお送りいただき、正式受領をもって加工準備を開始いたします。
- 材料手配とCAD/CAMプログラム作成:素材を手配し、CAD/CAMシステムでNCプログラムを作成・最適化します。
- マシニング加工の実施:マシニングセンターで精密切削を行い、工程ごとに寸法を確認します。
- 仕上げ処理と最終検査:糸面取りなど仕上げ処理の後、各種測定器で最終寸法検査を実施します。
- 梱包と納品:丁寧に梱包し、納品書・検査成績書を添えてご指定先へお届けします。
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です。当社では、マシニングセンターによる高精度な切削加工技術と長年のノウハウをもとに、平面切削・外径削り出し・リブ削り出し・ザグリ・タッピングなど多工程に対応し、1個からの小ロット試作も得意としています。
図面支給による特注加工、素材選定のご相談など、PEEK樹脂加工に関することはお気軽にお問い合わせください。当社の技術スタッフが、お客様の課題解決に向けた最適なソリューションをご提案いたします。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
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