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ベークライトマシニングセンター切削加工品

- プラスチック加工品例 -

ベークライトマシニングセンター切削加工品

【ベークライトマシニングセンター切削加工品】

ベークライトマシニングセンター切削加工品

ベークライトマシニングセンター切削加工品です。
3次元CADデータを下に、CAMシステムでCNC加工プログラムを作成し、それをマシニングセンターに送って切削加工しました。
丁寧な仕上げを心掛けたので、写真からでも表面が滑らかに仕上がっていることが感じられると思います。

ベークライトには紙基材ベークライト布基材ベークライトがありますが、この製品は茶色紙基材ベークライト(茶紙ベークライト、茶紙フェノール樹脂)です。

(※これまで作ったベークライト加工製品はこちら → ベークライト加工品)
(※詳しい素材情報はこちら → フェノール樹脂(ベークライト,PF))

 

「ベークライトマシニングセンター切削加工品」の詳細解説

本製品は、茶紙ベークライト(茶紙フェノール樹脂)を素材として、高精度マシニングセンターによる複合加工技術を駆使して製作された特注部品です。お客様から支給された3次元CADデータを基に、CAMシステムで最適なNC加工プログラムを作成し、段階的な加工工程により高品質な仕上がりを実現しています。

ベークライト加工では、切削条件の最適化が重要なポイントとなります。フェノール樹脂特有の熱可塑性を考慮し、適切な切削速度と送り速度の設定により、加工精度の向上表面粗さの改善を図っています。

▶ これまで作ったベークライト加工製品はこちら → ベークライト加工品

加工工程ステップ

  1. 3次元CADデータ解析 – 支給図面とCADデータの詳細確認
  2. CAMプログラム作成 – 加工順序と工具経路の最適化
  3. 素材準備・段取り – ベークライト板材のワーク固定
  4. フルバックカッター加工 – 表面・裏面の平面仕上げ
  5. 外形加工 – フラットエンドミルによる輪郭切削
  6. 3次元形状加工 – ボールエンドミルによるR面加工
  7. 穴あけ加工 – ドリルによるザグリ穴・貫通穴加工
  8. バリ取り・仕上げ – 手作業による精密仕上げ
  9. 寸法検査・品質確認 – 完成品の最終検査

加工上のポイント

  • 切削熱対策 – フェノール樹脂の熱変形を防ぐ適切な切削条件設定
  • 工具選定 – 材質特性に応じた最適な切削工具の使用
  • クランプ方法 – ワークの変形を防ぐ適切な固定方法
  • 切り屑処理 – 加工面品質向上のための効率的な除去
  • 寸法精度管理 – 各工程での精密な測定と品質管理
  • 表面仕上げ – バリ取りと表面粗さの最適化

ベークライト(フェノール樹脂)とは

ベークライト(Bakelite、フェノール樹脂)は、1907年にベルギー系アメリカ人化学者レオ・ベークランドによって開発された、世界初の完全合成プラスチックです。フェノールとホルムアルデヒドを原料とする熱硬化性樹脂として、産業界で長年にわたり重要な役割を果たしています。

この樹脂は優れた電気絶縁性耐熱性を持ち、一度硬化すると再び溶けることがない特性があります。茶褐色から黒色の外観が特徴的で、機械的強度寸法安定性に優れているため、精密部品の素材として広く採用されています。

加工性においても切削加工適性が高く、マシニングセンターや旋盤での精密加工が可能です。また、耐薬品性にも優れており、多くの溶剤や弱酸・弱アルカリに対して安定した性質を示します。

現在でも電気・電子部品自動車部品産業機械部品など幅広い分野で使用されており、特に絶縁性と耐熱性が求められる用途では欠かせない材料となっています。近年では環境負荷の低減も重要視され、リサイクル性を考慮した用途展開も進んでいます。

製造工程では粉末状のフェノール樹脂を加熱・加圧することで成形され、均一な品質安定した物性を実現しています。この製造方法により、厚み精度や内部応力の少ない高品質な板材が得られ、精密加工に適した素材特性を持っています。

ベークライト(フェノール樹脂)のバリエーションと特徴

ベークライト(Bakelite、フェノール樹脂)には、用途や要求特性に応じて様々なグレードとバリエーションが存在します。主な分類は充填材の種類と色調によって行われ、それぞれ異なる特性を持っています。

紙基材フェノール樹脂(紙ベークライト)

本製品で使用している紙ベークライトは、紙を基材として使用したグレードです。優れた機械的強度良好な加工性を持ち、一般的な構造部品や絶縁部品に広く使用されています。茶褐色の外観が特徴で、コストパフォーマンスに優れています。色としては、茶紙ベークライト黒紙ベークライトの2色が一般的です。

布基材フェノール樹脂(布ベークライト)

綿布を基材とした布ベークライトは、紙基材よりも高い機械的強度優れた耐衝撃性を持ちます。ギアや軸受けなど、機械的負荷の高い部品に適用されます。色としては、茶布ベークライト黒布ベークライトの2色が一般的です。

ガラス基材フェノール樹脂

ガラス繊維を基材とした高性能グレードで、極めて高い機械的強度優れた寸法安定性を実現します。高精度が要求される電子部品基板や構造部品に使用されます。

無充填フェノール樹脂

充填材を含まない純粋なフェノール樹脂で、最高の電気絶縁性を持ちます。高電圧用絶縁部品や精密電子部品に使用される高付加価値材料です。

導電性フェノール樹脂

カーボンファイバーや金属粉末を添加した導電性グレードで、静電気対策が必要な用途や電磁波シールド材として使用されます。

ベークライト(フェノール樹脂)の特性比較

主な長所と短所

項目 長所(メリット) 短所(デメリット)
電気特性 優れた電気絶縁性、高い絶縁破壊強度 湿度の影響で絶縁性が低下する場合がある
熱特性 高い耐熱性(150-200℃連続使用可能) 熱硬化性のため再成形不可
機械特性 高い機械的強度、優れた寸法安定性 衝撃に対してやや脆い傾向
加工性 優れた切削加工性、精密加工可能 粉塵の発生、工具摩耗がやや大きい
化学特性 良好な耐薬品性、耐溶剤性 強アルカリに対しては耐性が劣る
経済性 比較的安価、コストパフォーマンス良好 高性能グレードは価格が上昇

素材比較表と優位点分析

ベークライト・他樹脂素材・金属素材の特性比較

特性項目 ベークライト ポリアセタール アルミニウム ステンレス
電気絶縁性 × ×
耐熱性
加工性
軽量性
コスト
寸法安定性

評価:◎優秀 ○良好 △普通 ×不適

ベークライトの優位点

上記比較表から、ベークライト(フェノール樹脂)は以下の分野で特に優位性を発揮することがわかります:

  • 電気絶縁用途 – 金属素材では不可能な高い絶縁性を実現
  • 高温環境下での使用 – 一般的な熱可塑性樹脂より優れた耐熱性
  • 精密加工部品 – 優れた寸法安定性と加工性の両立
  • コスト重視の量産部品 – 高性能ながら経済的な素材特性
  • 長期間使用部品 – 熱硬化性による安定した物性維持

ベークライト(フェノール樹脂)の主要物性値

物性項目 単位 代表値 測定方法
密度 g/cm3 1.35-1.45 JIS K 7112
曲げ強さ MPa 80-120 JIS K 7171
曲げ弾性率 GPa 6-9 JIS K 7171
圧縮強さ MPa 150-200 JIS K 7181
体積抵抗率 Ω・cm 1012-1014 JIS K 6911
絶縁破壊強さ kV/mm 15-25 JIS K 6911
熱変形温度 150-180 JIS K 7191
線膨張係数 ×10-5/℃ 2-4 JIS K 7197

ベークライト(フェノール樹脂)の主な用途と使用場面

電気・電子分野

  • 電気絶縁部品 – スイッチ、ソケット、端子台
  • プリント基板 – 単面・両面基板の基材
  • 変圧器部品 – 絶縁スペーサー、端子ボックス
  • 配電盤部品 – ブレーカー筐体、絶縁板

自動車・輸送機器

  • エンジン部品 – 高温下での絶縁部品
  • ブレーキ部品 – 摩擦材のバインダー
  • 電装部品 – コネクター、リレーケース
  • 内装部品 – 難燃性が求められる構造部品

産業機械・設備

  • 絶縁治具 – 電子部品製造用治具
  • ギア・歯車 – 軽負荷用動力伝達部品
  • 軸受け – 自己潤滑性を活かした摺動部品
  • 断熱部品 – 高温機器の断熱材

日用品・家電

  • 調理器具部品 – 取っ手、つまみ類
  • 家電筐体 – 耐熱性が必要な外装部品
  • 照明器具 – ランプソケット、反射板
  • 住宅設備 – 電気設備の絶縁部品

ベークライト加工に関するよくある質問(FAQ)

Q1. ベークライト(フェノール樹脂)の加工精度はどの程度まで可能ですか?

A1. 高精度マシニングセンターを使用することで、1/100mm台で公差管理して高精度加工を実現します。材質特性として寸法安定性に優れているため、温度変化による寸法変動も少なく、精密部品の製作に適しています。特にこのページに掲載した「ベークライトマシニングセンター切削加工品」では、3次元CADデータを活用した高精度CNC加工プログラムにより、複雑な3次元形状も精密に仕上げることができました。

Q2. ベークライト加工時の切削条件はどのように設定していますか?

A2. ベークライトは熱硬化性樹脂のため、切削熱の管理が重要です。当社では材質特性に応じて最適な切削速度と送り速度を設定し、工具摩耗を抑制しながら良好な表面仕上げを実現しています。また、適切な工具選定により切削抵抗を最小化し、加工品質の向上を図っています。

Q3. 図面データはどのような形式で受け取ることができますか?

A3. 3次元CADデータ(STEP、IGES等)の受け取りが可能です。2次元CADデータ(DXF、DWG等)でも対応できます。もちろん、メールでPDFファイルをいただくことや、Faxで図面をいただくこともあります。3D形状の製品の場合、3次元データを支給していただくことで、正確な加工プログラム作成加工時間の短縮が実現できます。

Q4. ベークライトと他の樹脂素材との使い分けはどう判断すればよいですか?

A4. 電気絶縁性耐熱性が重要な用途ではベークライトが最適です。一方、耐衝撃性透明性が必要な場合は他の樹脂素材をお勧めします。当社では豊富な材料知識を基に、用途に応じた最適な素材選定のご提案が可能です。

Q5. 小ロット生産や試作品製作にも対応していますか?

A5. はい。1個からの試作品製作にも柔軟に対応しています。マシニングセンターやNC旋盤などの工作機械を活用した切削加工で、金型不要の短納期対応が可能です。試作から小ロット生産まで一貫してサポートいたします。

Q6. ベークライト加工品の表面仕上げはどの程度まで可能ですか?

A6. Ra 3.2μm以下の表面仕上げが標準的に可能です。用途に応じてバフ研磨ラッピング仕上げにより、さらに滑らかな表面仕上げも対応できます。絶縁性を損なわない範囲での表面処理もご相談ください。

Q7. 納期はどの程度かかりますか?

A7. 加工内容にもよりますが、図面受領から2-3週間程度が標準的な納期です。緊急対応が必要な場合は、工程調整により短納期での対応も可能ですので、まずはご相談ください。3次元CADデータをご提供いただくことで、より短納期での対応が可能になります。

Q8. 加工後の品質保証や検査体制はどうなっていますか?

A8. 全ての加工品に対して寸法検査外観検査を実施し、検査成績書を添付してお渡ししています。必要に応じて材料証明書3次元測定データの提供も可能です。品質管理体制により、安定した品質の製品をお届けします。

お問い合わせから納品までの流れ(お取引フロー)

お客様からのお問い合わせから納品まで、スムーズで確実な加工サービスをご提供いたします。以下の流れで進行いたします:

  1. お問い合わせ・図面受領 – メールフォームまたはお電話でのご相談、CADデータ・図面の受領
  2. 技術検討・仕様確認 – 加工可能性の検討、材質・精度・数量等の詳細確認
  3. お見積もり作成・提出 – 加工費、材料費、納期を含む「見積書」の作成・提出
  4. ご発注・正式受注 – お見積もりご承認後の「注文書」を受領
  5. 材料手配・加工準備 – ベークライト素材の調達、CAMプログラム作成
  6. 加工実行 – 工作機械による精密切削加工、各工程での品質管理
  7. 検査・品質確認 – 寸法検査、外観検査
  8. 梱包・出荷・納品 – 適切な梱包による製品保護、指定場所への納品

まとめ

ベークライト(フェノール樹脂)のマシニング加工は、優れた電気絶縁性と耐熱性を活かした精密部品製作において、非常に有効な加工技術です。当社では長年の経験と最新の設備により、お客様のご要求に応える高品質な加工サービスをご提供しています。

特に3次元CADデータを活用したCNC加工により、複雑な形状でも高精度な仕上がりを実現できることが大きな強みです。フルバックカッター、エンドミル、ドリル等の適切な工具選定と最適な切削条件により、表面品質と加工精度の両立を図っています。

ベークライトの素材特性である優れた寸法安定性良好な切削加工性を最大限に活用し、電気・電子部品から産業機械部品まで幅広い用途の部品製作に対応しています。また、小ロットから量産まで柔軟な生産体制により、お客様のあらゆるニーズにお応えします。

品質管理体制においても、各工程での品質チェック最終検査の徹底により、安定した品質の製品をお届けしています。検査成績書の添付により、品質の透明性も確保しています。

試作品製作から量産品まで、豊富な加工実績技術的なノウハウを基に、お客様の製品開発をサポートいたします。ベークライト加工に関するご質問やご相談がございましたら、下記よりお気軽にお問い合わせください。

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