PEEK分割リング切削加工｜難形状・高精度・小ロット加工事例

PEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン）の切削加工事例です。3軸マシニングセンターを使用し、外径φ225.0×内径φ160.0×厚さ18mmのリングを切り代なしで3分割した難形状部品を製作した加工工程・素材特性・選定ガイドを解説します。

PEEK樹脂分割リングの加工内容と加工方法

本製品はお客様からPDF図面をメールにてご支給いただき、PEEK樹脂板材から切削加工で製作した特注部品です。切り代なし3分割という難易度の高い形状に対し、3軸マシニングセンターで同一形状を3個削り出すことで精度を確保しました。

加工工程

1. PDF図面確認・加工プログラム作成
   メールで支給されたPDF図面を詳細に確認し、PEEK樹脂の特性を踏まえた最適な切削プログラムを作成。分割位置の精度基準を設定します。
2. PEEK板材の準備・カット
   指定グレードのPEEK樹脂板材を調達し、加工に適したサイズへカット。マシニングセンターへ精密に固定します。
3. フルバックカッター（正面フライス）による基準面加工
   板材の表裏面を平滑に削り、後続工程の加工基準面を確保します。PEEK樹脂の硬度を考慮した切削条件で実施。
4. フラットエンドミルによる外形・段加工
   1個分の形状（外径φ225.0×内径φ160.0×厚さ18mmの120°分割形状）の外形を削り出し、内側の段加工を施します。同一プログラムで3個を順次加工。
5. ザグリドリルによるザグリ穴加工・ドリルによる貫通穴加工
   φ11×深さ8mmのザグリ穴とφ7mmの貫通穴をそれぞれ6個ずつ、指定位置に高精度で穴あけ加工。
6. エッジ部C1面取り加工
   外形・穴のエッジ各部にC1の面取りを施し、組み合わせ時のフィット感と安全性を確保します。
7. バリ取り・糸面取り処理
   切削によって生じたバリを丁寧に除去し、エッジ部の糸面取りを施して製品面を整えます。
8. 寸法検査・梱包・出荷
   図面公差との照合確認を行い、合格品を適切に梱包して宅配便で出荷します。

切削加工で注意すべきポイント

• 切削速度・送り速度の最適化：PEEK樹脂は硬度が高いため、切削速度が速すぎるとチッピングや工具摩耗が早まります。適切な設定で仕上げ面精度と工具寿命を両立させます。
• 超硬工具とすくい角の選定：すくい角の大きい超硬工具を使用することで、PEEK特有の切削抵抗を低減し良好な仕上げ面を実現しています。
• 切り代なし3分割の寸法精度管理：3個のピースを合わせたときに隙間・段差が生じないよう、同一プログラムで3個を順次削り出し、各部の寸法を厳密に管理します。
• クーラントの選択：加工状況に応じてエアブローまたは切削液を使い分け、切削熱による寸法変形を防止します。
• ザグリ穴・貫通穴の位置精度確保：切削抵抗による位置ずれを防ぐため、高剛性な固定と段階的な穴あけ（下穴から仕上げ穴へ）を実施します。
• バリ発生の抑制と除去：PEEK樹脂は靱性が高くバリが発生しやすい特性があります。鋭利な工具の使用と低送り仕上げ切削でバリを最小化し、糸面取りで仕上げます。

電話でのお問い合わせは 0553-33-6927 まで

使用素材：PEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン）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）の板材を使用しました。PEEK樹脂は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持つ熱可塑性樹脂で、1978年に英国のICI社（現：Victrex社）によって開発されました。連続使用温度260℃という卓越した耐熱性と優れた耐薬品性・機械的強度から、金属代替材料として航空宇宙・医療機器・半導体製造装置など幅広い分野で採用されています。

グレードは無充填（汎用）・ガラス繊維強化・炭素繊維強化・摺動・帯電防止・医療グレードなど用途に応じた品種があります。詳しい素材情報はポリエーテルエーテルケトン（PEEK）素材解説ページをご参照ください。

PEEK樹脂の特性と優位性

• 連続使用温度260℃の卓越した耐熱性 – 融点343℃という樹脂材料最高レベルの耐熱性を持ち、高温環境での長期使用に対応します。
• 引張強度100MPa・曲げ強度170MPaの高い機械的特性 – 高温環境下でも強度低下が少なく、比重1.30という軽量性を両立します。
• 濃硫酸以外のほぼ全ての酸・アルカリ・有機溶媒に耐性があり、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。
• 吸水率0.10%と低く、湿潤環境でも寸法変化が少ないため、高精度部品の長期的な寸法安定性に優れます。
• UL94 V-0クラスの難燃性と低発煙・低毒ガス性を持ち、航空宇宙や鉄道車両など難燃規格が求められる分野でも採用されています。

PEEK樹脂の主要物性値

PEEK樹脂と他素材との性能比較

PEEK樹脂を選ぶべきケース・再検討すべきケース

PEEK樹脂の長所と短所

よくあるトラブルと当社の対策

PEEK加工が活躍する分野

• 半導体製造装置・電子機器：ウェーハハンドリング部品、チャンバー内部品、帯電防止トレイなど。PEEKの耐熱性・耐薬品性・絶縁性が評価されています。
• 医療機器・化学プラント：高温・高圧・薬品環境での精密部品、滅菌対応部品、バルブシート・配管継手など。生体適合グレードは医療用インプラントにも採用されています。
• 航空宇宙・自動車：軽量化が求められる高温環境の構造部品、ピストンリング、ベアリングケージなど。金属部品の代替として採用が拡大しています。
• 試作・開発分野：1個からの小ロット加工に対応。難形状・スーパーエンプラ部品の試作製作に豊富な実績があります。手書き図面やスケッチからの相談も歓迎です。

ご依頼から納品までの流れ

1. お問い合わせ・図面支給：CAD・PDF・手書き図面などをお送りください。素材グレード・数量・納期のご要望も合わせてお知らせください。
2. 技術検討・お見積もり：支給図面をもとに加工の可否・最適な工程を検討し、通常1〜2営業日以内に詳細見積書をご提出します。
3. ご注文・材料手配：注文書ご発行後、指定グレードのPEEK樹脂素材を調達し、加工プログラムの作成と工具準備を進めます。
4. 精密切削加工・品質検査：3軸マシニングセンターで切削加工後、寸法検査・バリ除去・清拭を実施し品質を確認します。
5. 梱包・出荷・納品：合格品を適切に梱包し、宅配便にて指定納期にお届けします。

まとめ

PEEK樹脂（ポリエーテルエーテルケトン）は、連続使用温度260℃・引張強度100MPa・吸水率0.10%という卓越した物性を持つスーパーエンジニアリングプラスチックです。今回の事例では、切り代なし3分割という難形状を3軸マシニングセンターで高精度に仕上げました。

当社では試作1個から小ロット加工まで柔軟に対応しており、図面支給による特注部品製作を得意としています。PEEK樹脂をはじめとするスーパーエンプラ加工の依頼先をお探しの方は、まずはお気軽にご相談ください。

電話でのお問い合わせは 0553-33-6927 まで

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