PEEK分割リング加工品

PEEK分割リング加工品です。
3つに分割されているものを合わせた状態の外寸は、外径φ225.0×内径φ170.0×厚さ18mm。
切り代(きりしろ)が無い3分割ですので、マシニングセンターにて同じものを3つ削り出しています。
かなり精度を求められる、公差の厳しいご依頼でした。

(※これまで作ったPEEK加工製品はこちら → PEEK加工品)
(※詳しい素材情報はこちら → ポリエーテルエーテルケトン(PEEK))

 

PEEK樹脂分割リングの詳細加工内容と製造工程

この製品は、お客様から支給いただいた図面データに基づいて製作した特注部品です。使用した素材はPEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）の板材で、スーパーエンジニアリングプラスチックとして知られる高性能材料を採用しています。

製造には最新のマシニングセンターを使用し、高精度な切削加工を実現しました。当社の技術者が長年培ってきた樹脂加工の専門知識を活かし、高精度の精密切削加工を行っています。

▶ これまで作ったPEEK加工製品はこちら → PEEK加工品

加工工程ステップ

1. 図面データ確認・加工プログラム作成
   お客様から支給された図面データを詳細に確認し、PEEK樹脂の特性を考慮した最適な加工プログラムを作成します。
2. 素材準備・マシニングセンターセットアップ
   PEEK樹脂板材を適切なサイズにカットし、マシニングセンターに精密に固定します。
3. フルバックカッター（正面フライス）による表面加工
   表面を平滑に削り、後続工程の基準面を確保します。切削条件はPEEK樹脂の硬度を考慮して最適化されています。
4. フラットエンドミルによる外形削り出し
   製品の外形を精密に削り出し、指定された寸法通りに仕上げます。
5. 段差加工とザグリ穴切削
   フラットエンドミルを使用して段差部分とザグリ穴を高精度で切削加工します。
6. 45°面取りカッターによるC面取り
   外形部分に45°のC面取りを施し、製品の機能性と美観を向上させます。
7. ドリルによる貫通丸穴あけ
   指定位置に正確な貫通穴を開けます。PEEK樹脂の特性を考慮した送り速度で加工します。
8. バリ取り・清拭作業
   切削によって生じたバリを丁寧に除去し、製品表面を清拭します。
9. 寸法検査・品質確認
   寸法を検査し、図面通りの仕上がりを確認します。
10. 梱包・出荷
    製品を適切に梱包し、指定納期に合わせて出荷いたします。

加工上の重要ポイント

• 切削条件の最適化：PEEK樹脂は硬度が高いため、適切な切削速度と送り速度の設定が欠けやチッピングを防ぐ重要な要素となります。
• 工具選定：超硬工具を使用し、すくい角の大きい工具を選択することで良好な仕上げ面を実現しています。
• クーラント管理：加工状況に応じて最適なクーラントを選択します。
• 熱処理対応：薄肉部品など歪みが発生しやすい形状では、必要に応じて事前熱処理を行い、寸法安定性を確保します。
• バリ処理技術：PEEK樹脂特有のバリ発生を抑制する加工条件設定と、発生したバリの適切な除去技術を駆使しています。
• 寸法安定性の確保：PEEK樹脂の優れた寸法安定性を最大限活用し、長期間にわたって精度を維持する製品を製造しています。

PEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）の特性と優位性

PEEK樹脂は「Poly Ether Ether Ketone」の略称で、スーパーエンジニアリングプラスチックの中でも最高レベルの性能を誇る熱可塑性樹脂です。1978年に英国のICI社（現：Victrex社）によって開発され、現在では様々な産業分野で金属代替材料として注目されています。

この樹脂の最大の特徴は、連続使用温度が260℃という卓越した耐熱性にあります。融点は334℃と非常に高く、高温環境下でも安定した物性を維持することができます。また、熱水やスチームに対しても優れた耐性を示し、オートクレーブによる高圧蒸気滅菌も可能です。

機械的特性においても優秀で、引張強度は71-103MPa、曲げ強度は110MPaを誇り、高温環境下でも強度低下が少ないという特性があります。ガラス繊維や炭素繊維を添加することで、さらなる強度向上も可能です。

耐薬品性は樹脂材料の中でもトップクラスで、濃硫酸以外のほとんどの酸、アルカリ、有機溶媒に対して高温下でも耐性を示します。この特性により、化学プラントや医療機器など、厳しい化学環境での使用が可能です。

電気的特性も良好で、優れた絶縁性を持ちながら、帯電防止グレードでは適度な導電性を付与することも可能です。半導体製造装置などの精密機器部品としても重宝されています。

難燃性にも優れ、燃焼時の発煙や腐食性ガスの発生が極めて少ないという安全性の高さも大きな魅力です。航空宇宙産業では、この特性が特に評価されています。

さらに、生体適合性を有する医療グレードも存在し、人工関節や歯科インプラントなどの医療用途でも活用されています。FDA認可を受けたグレードもあり、食品接触用途にも対応可能です。

これらの卓越した特性により、PEEK樹脂は従来金属が使用されていた過酷な環境での部品に代替されることが増えており、軽量化とコストパフォーマンスの向上を同時に実現する革新的な材料として位置づけられています。

PEEK樹脂の主要特性（物性値）

PEEK樹脂・他樹脂素材・金属素材との性能比較

*金属の数値は耐酸化性を考慮した実用使用温度

◎：優秀、○：良好、△：普通

この比較表から見るPEEK樹脂の優位点

• 軽量性：アルミニウムの約1/2、ステンレス鋼の約1/6の軽量化を実現
• 耐熱性：樹脂材料の中で最高レベルの260℃連続使用が可能
• 耐薬品性：金属材料を凌駕する優れた耐薬品性を保持
• 機械的バランス：強度と靱性を高いレベルで両立
• 加工性：金属と比較して切削加工が容易で、複雑形状にも対応
• 絶縁性：金属にはない優れた電気絶縁性を提供

PEEK樹脂のバリエーションと特徴

PEEK樹脂は用途に応じて様々なグレードが開発されており、それぞれ特定の性能を強化した仕様となっています。

基本グレード（無充填PEEK）

最もスタンダードなグレードで、PEEK樹脂本来の優れた特性をバランスよく備えています。汎用性が高く、多くの用途で使用されているグレードです。薄い茶灰色の外観を持ち、優れた寸法安定性と機械的特性を示します。

ガラス繊維強化グレード（GF30）

30%のガラス繊維を添加したグレードで、基本グレードと比較して剛性と機械的強度が大幅に向上しています。特に耐クリープ性に優れ、長時間の静的荷重に対する耐性が高まります。寸法安定性も向上し、精密部品への適用が可能です。

炭素繊維強化グレード（CF30）

30%の炭素繊維を添加したグレードで、ガラス繊維強化グレードを上回る剛性と強度を実現しています。熱伝導率が基本グレードの約3.5倍に向上し、摺動部品での熱放散性能が格段に向上します。導電性も付与され、静電気対策が必要な用途にも対応できます。

摺動グレード（TF10）

PTFE、グラファイト、炭素繊維を複合添加したグレードで、摺動性と耐摩耗性に特化した仕様となっています。無潤滑での摺動が可能で、300℃までの高温環境でも使用できます。ベアリングやギア部品などに最適です。

帯電防止グレード（ESD）

カーボンナノチューブや導電性フィラーを添加したグレードで、表面抵抗率が10²～10⁴Ω/sqの範囲に調整されています。半導体製造装置部品に特化しており、静電気による製品損傷を防止します。通常のカーボン添加品と比較して残留応力が低く、精密加工性に優れます。

医療グレード（USP Class VI対応）

生体適合性試験をクリアしたグレードで、人体との接触が想定される医療機器部品に使用されます。FDA認可を受けたグレードもあり、インプラント材料や手術器具への適用が可能です。厳格な品質管理のもと製造されています。

食品接触グレード（FDA認証品）

食品安全性規格に適合したグレードで、食品加工機械や包装機器部品に使用されます。食品衛生法にも対応しており、直接食品と接触する部品への適用が認められています。

PEEK樹脂の長所・短所分析

PEEK樹脂の使用分野・用途例

航空宇宙産業

• エンジン部品：タービンブレード、燃焼器ライナー、軸受部品
• 構造部材：内装パネル、電線被覆、コネクターハウジング
• 油圧系統部品：バルブシート、シール材、フィルター部品
• 電子機器部品：レーダー筐体、アンテナ部品、絶縁スペーサー

自動車産業

• エンジン周辺部品：ピストンリング、バルブシート、オイルポンプ部品
• トランスミッション部品：ギア、ベアリングケージ、シンクロナイザーリング
• 燃料系統部品：インジェクター部品、燃料ポンプ部品、フィルター
• 電装部品：コネクター、センサーハウジング、電線被覆

医療機器分野

• 外科用器具：手術用鉗子、内視鏡部品、カテーテル先端部
• インプラント材料：人工関節、脊椎インプラント、歯科インプラント
• 診断機器部品：X線装置部品、MRI対応部品、超音波プローブ
• 滅菌対応部品：オートクレーブトレイ、滅菌器部品、配管継手

半導体製造装置

• プロセス部品：チャンバー内部品、ウェーハハンドリング部品
• 真空系部品：シール材、ガスケット、配管継手
• 静電気対策部品：帯電防止トレイ、搬送治具、クリーンルーム用品
• 検査装置部品：プローブカード、テストソケット、位置決め治具

化学プラント

• 配管系部品：バルブボディ、継手、フランジガスケット
• ポンプ部品：インペラ、ケーシング、シャフトスリーブ
• 反応器部品：撹拌翼、バッフル板、温度センサー保護管
• 分析機器部品：流量計部品、圧力計ダイヤフラム、サンプリング部品

食品加工機械

• 搬送系部品：コンベアチェーン、ガイドレール、ローラー
• 充填・包装機部品：ノズル、バルブシート、シール材
• 洗浄・滅菌機部品：スプレーノズル、配管継手、フィルター
• 温度管理部品：熱交換器部品、温度センサー保護管

エレクトロニクス分野

• 高周波部品：アンテナ基板、導波管、同軸コネクター
• 絶縁部品：スペーサー、絶縁ワッシャー、端子台
• 精密機器部品：光学部品ホルダー、レンズマウント、調整機構
• 耐熱電子部品：高温センサーハウジング、電気炉内部品

よくある質問（FAQ）

Q1. PEEK樹脂はどのような加工方法に対応していますか？

A1. PEEK樹脂は切削加工、射出成形、押出成形に対応しています。特に切削加工では高精度加工が可能で、マシニングセンターやCNC旋盤を使用した精密部品製造に適しています。射出成形では400℃前後の高温が必要となりますが、複雑形状の量産部品製造が可能です。

Q2. PEEK樹脂の耐熱性はどの程度ですか？

A2. PEEK樹脂の連続使用温度は260℃、融点は334℃です。短時間であればさらに高い温度にも耐えることができ、熱水やスチームに対しても優れた耐性を示します。オートクレーブによる高圧蒸気滅菌（121℃、15分間）も問題なく対応可能です。

Q3. PEEK樹脂の加工で注意すべき点はありますか？

A3. PEEK樹脂は硬度が高いため、適切な切削条件の設定が重要です。超硬工具の使用、すくい角の大きい工具選択、適切な切削速度・送り速度の設定により、チッピングや工具摩耗を抑制できます。また、薄肉部品では事前の熱処理により歪みを防止することも重要なポイントです。

Q4. PEEK樹脂のグレードによる違いを教えてください。

A4. 基本グレード（無充填）は汎用性に優れ、ガラス繊維強化グレードは剛性と耐クリープ性を向上、炭素繊維強化グレードは導電性と熱伝導性を付与します。摺動グレードは耐摩耗性に特化し、帯電防止グレードは半導体用途に最適化されています。用途に応じた最適なグレード選択が重要です。

Q5. PEEK樹脂と金属材料との比較優位性は？

A5. PEEK樹脂は軽量性（アルミの約1/2、鉄の約1/6）、優れた耐薬品性、電気絶縁性、加工性の良さが金属に対する主な優位点です。一方、機械的強度や剛性では金属に劣るため、用途に応じた適切な材料選択が必要です。軽量化と耐薬品性が求められる用途では特に有効です。

Q6. PEEK樹脂の医療分野での使用について教えてください。

A6. PEEK樹脂には生体適合性を持つ医療グレードが存在し、USP Class VIやFDA認証をクリアした製品があります。人工関節、歯科インプラント、手術器具などに使用され、オートクレーブ滅菌も可能です。X線透過性も良好で、医療画像診断への影響も最小限です。

Q7. 小ロット・単品での加工は可能ですか？

A7. はい、当社では1個からの小ロット加工に対応しています。図面支給による特注部品製作が可能で、試作から小ロット生産まで幅広いニーズにお応えします。CADデータでの図面支給はもちろん、手書き図面や概略スケッチからの製作相談も承ります。

Q8. PEEK樹脂の納期はどの程度かかりますか？

A8. 加工内容と数量により異なりますが、単純形状の単品であれば最短1週間程度、複雑形状や精密加工品では2-3週間程度が標準的な納期となります。材料手配の関係で特殊グレードの場合はさらに時間を要する場合があります。詳細はお見積り時にご案内いたします。

Q9. PEEK樹脂の価格はどの程度ですか？

A9. 樹脂素材の中でも、PEEK樹脂は素材価格が高い方です。ただ、軽量化効果や長寿命性を考慮すると、トータルコストでは優位性があります。加工費は形状複雑度や精度要求により変動します。詳細な価格については図面をもとにお見積もりいたします。

ご注文から納品までの流れ

1. お問い合わせ・図面支給
   お客様より図面データ（CAD、PDF、手書き図面等）をご支給いただきます。図面が未完成の場合は、概略スケッチや仕様書をもとに当社で図面化することも可能です。材料グレード、数量、納期のご要望も併せてお聞かせください。
2. 技術検討・見積書作成
   支給図面をもとに技術的検討を行い、最適な加工方法を確認します。通常1～2営業日以内に詳細見積書を提出いたします。
3. 正式注文書受領
   見積内容にご納得いただけましたら、正式な注文書をご発行ください。注文書受領後、直ちに材料手配と加工準備を開始いたします。
4. 材料調達・加工プログラム作成
   指定グレードのPEEK樹脂材料を調達し、同時に加工プログラムの作成と工具準備を行います。初回加工品については試加工により条件を最適化いたします。
5. 精密切削加工実施
   マシニングセンターやCNC旋盤などの工作機械を使用して精密切削加工を実施します。加工中は切削条件の監視と品質確認を継続的に行い、高精度な仕上がりを確保します。
6. 品質検査・寸法測定
   加工完了後、寸法検査を実施します。お客様の要望があれば、検査成績書や材料証明書もおつけいたします。
7. 最終検査・梱包準備
   外観検査、バリ除去確認、清拭作業を経て最終検査を実施します。合格品は適切な梱包材料により損傷防止梱包を行います。
8. 出荷・納品完了
   指定納期に合わせて出荷し、製品をお客様のもとへお届けいたします。

まとめ

PEEK樹脂分割リング加工品は、スーパーエンジニアリングプラスチックの最高峰材料を使用した高品質製品です。連続使用温度260℃という卓越した耐熱性、優れた耐薬品性、金属並みの機械的強度を併せ持ち、従来金属部品が使用されていた過酷な環境での使用が可能となります。

当社の精密切削加工技術により、高精度加工を実現し、お客様の厳しい品質要求にお応えします。マシニングセンターを駆使した多軸加工により、複雑形状部品の一体加工も可能で、組み立て工数の削減とコストダウンに貢献いたします。

医療機器、半導体製造装置、化学プラント、航空宇宙産業など、高い信頼性が要求される分野での豊富な実績を持ち、各業界の特殊要求に対応した品質保証体制を整えています。材料証明書の発行、トレーサビリティ管理、各種試験データの提供も可能です。

単品試作から小ロット生産まで柔軟に対応し、図面支給による特注部品製作を得意としております。手書き図面や概略スケッチからの製作相談も承り、お客様のアイデアを高品質な製品として具現化いたします。

環境負荷軽減と性能向上の両立を実現する革新的な材料として、PEEK樹脂は今後ますます重要な役割を担うと考えられます。軽量化による省エネルギー効果、長寿命によるメンテナンス頻度低減、リサイクル可能な熱可塑性樹脂としての環境適合性など、持続可能な社会の実現にも貢献いたします。

PEEK樹脂加工に関するご相談、お見積もり依頼は、ぜひお気軽にお問い合わせください。豊富な技術力と実績をもとに、お客様の課題解決に最適なソリューションをご提案いたします。

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