デルリン加工:特性、加工方法、メリット、デメリット、用途

ブログの特集画像(旋盤でデルリンをCNC加工している様子)とタイトルテキスト

デルリン加工

デルリンの使用、または POM CNC加工は至るところに存在し、自動車、電子機器、産業機械、医療機器など、さまざまな分野でこの素材で作られた部品や製品を見つけることができます。

他の熱可塑性樹脂と比較して、デルリンは優れた加工性を備えています。複雑な形状や特徴を高精度で作成でき、 ±0.0127mm。 フライス加工、穴あけ加工、旋削加工、ルーター加工など、さまざまな機械加工プロセスにより、コンピュータ制御の切削工具を用いてデルリンを設計された形状に成形する。 

以降のセクションでは、デルリン材とは何か、その特性、加工方法、産業用途、およびデルリン加工における留意事項について説明します。

 

デルリン素材とは何ですか? 

さまざまなサイズのデルリンの棒材とシートが写っている画像

デルリン素材 

デルリン は、によって配合されたアセタール材料の商標名です。 デュポン これはポリオキシメチレン(POM)プラスチックファミリーに属します。この半結晶性ポリマーは、オキシメチレン単位(-CH₂-O-)は、制御された触媒条件下でのホルムアルデヒドの重合によって得られる。 デルリンホモポリマーのこの非常に安定した規則的な分子構造により、剛性、強度、低摩擦性、耐摩耗性が得られ、機械加工された部品は長期間にわたって寸法安定性を維持します。 

用途によっては、デルリンは金属の軽量代替プラスチックとして考えられています。軽~中程度の負荷がかかる精密ギア、ブッシング、スナップフィットレバーなどにおいて、金属と同等の性能と耐久性を発揮します。 そのため、優れた熱安定性を持ち、-40℃から120℃の動作温度範囲において特性が損なわれることはありません。 

デルリンのグレード

機械加工用として最も人気のあるデルリングレードは次の2つです。 デルリン150とデルリン100AF。

  • デルリン150: これは、強度、加工性、構造用途において高いことで知られる、標準的な無充填デルリンホモポリマーです。 
  • デルリン100AF: POMホモポリマーに加え、PTFE繊維を含む特殊な低摩擦グレード。100 AFは、ベアリング、スライド、および低摩擦インターフェースに最適です。 

 

デルリン材料の特性は何ですか? 

デルリンは、優れた機械的、物理的、化学的特性を備えた軽量熱可塑性ポリマーです。高い曲げ弾性率、強度、剛性、耐候性、化学的中性、そして良好な疲労寿命を提供します。

デルリンは化学的に不活性な性質が限られており、強力な酸化剤やアルカリなどには耐えられない可能性があります。さらに、デルリンの機械的特性は、重く継続的な応力に耐えるために高いクリープ耐性を必要とする部品には適していません。 

以下はデルリン材料の特性値表です。 

プロパティ ~価値
結晶化度 (%) 75 – 85
密度(g /cm³) 1.41 – 1.43
温度範囲(°C) −40から120
融点(°C) 175
吸水率(%) <0.25%で
引張強さ(MPa) 60 – 89
降伏強さ(MPa) 48 – 72
ヤング率 (GPa) 2.5 – 4
絶縁耐力 (kV/mm) 15 – 35

 

デルリンの機械加工プロセスとは? 

前述のとおり、デルリンはCNC旋盤加工、フライス加工、穴あけ加工など、さまざまな加工方法で加工できます。どの加工方法を用いるかは、加工する部品の形状と複雑さによって異なります。そのため、デルリンのCNC加工プロセスごとに、使用する工具や材料除去方法が異なります。 

次に、デルリンの主要な機械加工プロセスについて説明します。

デルリン CNC フライス加工

フライス盤でデルリンを加工している様子をクローズアップで撮影した画像。エンドミルがワークピースを成形している。

CNCフライス加工によるデルリンの加工

スピンドルに取り付けられた回転する超硬/HSSエンドミル(または同様の工具)がデルリン製のワークピース上を移動し、材料を除去して形状を整えます。フライス加工により、平面、複雑な輪郭、溝、ポケットなどを作成できます。

使用する場合: 『Brooklyn Galaxy』のために、倪氏はブルックリン美術館のコレクションからXNUMX点の名品を選び、そのイメージを極めて詳細に描き込みました。これらの作品は、彼の作品とともに中国ギャラリーに展示されています。彼はXNUMX年にこの作品の制作を開始しましたが、最初の硬貨には、当館が所蔵する プラスチック部品加工 複雑な形状と内部構造を持つもの。例:歯車、ポンプ部品、継手など。 

デルリン CNC 旋削加工

デルリン棒から材料を除去する単刃旋削工具

デルリンCNC旋削

CNC旋削加工によるデルリン部品は、従来型の旋盤またはCNC旋盤で製造できます。一方、高速加工においては、超硬インサート付きの旋削工具がデルリン加工に最適です。 

使用する場合: 設計されたデルリン部品の形状が円筒形、円形、または対称形状の機械加工が必要な場合。例:スペーサー、ブッシング、カスタムロッド。 

デルリン CNC 穴あけ

デルリンホモポリマー材料を貫通するドリルビットのクローズアップ画像

デルリンの穴あけ

デルリンに穴を開けるには、ツイストドリルまたは特殊なプラスチックドリルを使用します。これにより、貫通穴と止まり穴の両方を作ることができます。ただし、熱の蓄積を防ぐために、冷却剤を使用するか、ドリルを頻繁に引き抜くことが重要です。

使用する場合: 位置合わせ、固定、組み立て、その他あらゆる目的のための穴あけ。 

デルリンのレーザー切断

CO₂レーザーカッターは、デルリンの切断、成形、彫刻、模様付けに使用できます。きれいで正確な切断面が得られます。ただし、溶融や熱による損傷を防ぐためには、レーザー出力と移動速度のバランスが非常に重要です。 

使用する場合: 薄いアクリル板を細部まで正確に切断・成形するためのツール

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デルリン加工のベストプラクティス 

デルリンは CNC加工で使用されるほとんどの加工可能なプラスチックは、特別なアプローチや注意深い作業を必要としません。 考慮事項。いくつかの最適な機械加工方法に従うだけで、欠陥や寸法のずれを防ぐことができます。これには、均一な肉厚の維持、デルリンの軽いクランプ、適切な送り速度と回転速度の使用などが含まれます。

以下は、 デルリン加工 ワークピース。

  1. 均一な厚さ: 部品設計においては、厚みが均一であることを確認し、大型部品にはリブ、フィレット、またはその他の補強材を追加してください。これにより、材料の反りのリスクを軽減できます。
  2. デルリン製ワークピースをしっかりと固定します。 デルリンは、厳重なクランプを必要としません。しっかりと固定すれば十分です。したがって、軽い力でクランプしてください。
  3. 適切な加工速度と送り速度を使用する: 適切な主軸回転速度と送り速度は、加工領域からの効果的な放熱に不可欠です。さらに、これらの要素はデルリン加工部品の表面質感と仕上げ品質にも影響を与えます。したがって、適切な回転速度と送り速度を設定してください。最適化のために試行サイクルを実行することもできます。
  4. 滑らかな表面を実現するには、クライムミリングを使用してください。 デルリン部品を滑らかな加工面仕上げで加工するには、アップカット加工が推奨されます。また、工具は切れ味が良く、抵抗が生じないようにしてください。
  5. 冷却システム: 加工界面や切削工具に熱がこもると、寸法誤差、反り、溶融などの問題が生じます。そのため、エアブラストなどの適切な冷却システムを使用してください。
  6. 仕上げカットのサイズが小さすぎる場合は避けてください。 仕上げ加工時の切削量を小さくしすぎないようにしてください。寸法精度と表面の完全性を維持するため、最終的なリーマ加工または仕上げ加工用に0.15mmの余裕を持たせてください。

 

デルリンのさまざまな表面仕上げ

均一で滑らかな表面仕上げのカスタム加工デルリン部品

デルリンの機械加工表面仕上げ

金属材料や他のプラスチックと同様に、デルリンは多様な表面仕上げに対応していません。機械加工、ビーズブラスト、極低温バリ取り、塗装など、様々な仕上げ方法が可能です。 

機械加工されたまま デルリン部品の仕上げは、追加加工なしで仕上げられた状態を指します。 ビーズブラスト細かいガラスビーズをブラスト加工することで、均一な表面テクスチャを作り出す。 極低温バリ取り バリ取りのための低温仕上げ工程を含む。 

下の表は、デルリンのさまざまな仕上げの質感と利点をまとめたものです。 

仕上げ テクスチャー 公式サイト限定
加工されたまま 滑らかだが方向性のある工具痕

・低コスト仕上げオプション

・厳密な公差を維持する

ビーズブラスト マットで均一な質感

・見た目の魅力と均一性

・まぶしさや指紋を軽減します

極低温バリ取り Ra値の変化はごくわずかです。

・複雑な部品のバリ取り

• 寸法精度

絵画 マットからグロスへ

・カラーコーディングとブランディング

・視覚的な魅力を高める

 

デルリンCNC加工のメリットとデメリット 

デルリン(アセタール樹脂)は、優れた加工性、寸法安定性、耐クリープ性、部品の耐久性といった利点を持つ。一方で、可燃性や熱感受性といった欠点もある。

優位性

  • デルリンは加工しやすく、複雑な形状の部品に成形することができる。
  • デルリンの低摩擦性は、回転部品にとって有益な自然な潤滑面を提供する。 
  • デルリンは、その強靭性と強度により、重い荷重にも耐えることができる。 
  • デルリンは、高いクリープ耐性と疲労耐性を持つため、多くのプラスチックよりも長寿命です。 
  • 吸湿性が高く、湿度の高い環境に適しています。 
  • デルリンは優れた電気絶縁体であり、電圧ショックにも耐えることができる。 
  • 機械加工されたデルリン部品は、摩耗や擦り傷に強い。 

デメリット

  • デルリンの表面は密着性が低いため、他の材料とのコーティングや接着が難しい。
  •  加工温度がわずかに上昇するだけでも、品質不良の原因となる可能性がある。
  • デルリンは可燃性であり、自然消火しません。

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デルリン CNC 加工の応用例 

デルリン製CNC加工部品の各種図解

デルリン製CNC部品

CNC加工されたデルリン部品は、自動車、産業機械、電気機器、医療機器、家具金具、消費財など、幅広い産業で利用されている。 

以下に、CNCデルリン加工の応用例をまとめたリストを示します。

  • オートモーティブ・ソリューション : ブッシング、ギア、センサーハウジング、ドアロックおよびシートベルト機構、燃料システム組立用部品。
  • 産業機械: コンベヤガイド、リニアベアリング、摩耗ストリップ、カム、スラストワッシャー、ポンプ部品。
  • 電気および電子: 絶縁マウント、電気スペーサー、センサー本体、およびスイッチ部品。
  • 医療: 外科用器具のハンドル、ポンプハウジング、人工装具部品、および診断機器用部品
  • 家具用金物: ローラーガイド、調整カム、水平調整脚、引き出しスライド。
  • 消費財: 工具の柄、留め具、スナップフィット部品、家電製品のヒンジ、スポーツ用品の部品​​。

まとめ

総じて、デルリンは高性能熱可塑性樹脂であり、さまざまな部品や製品に高精度で加工できます。適切なプロセス、送り速度、工具、熱管理を選択することは、すべて重要な要件です。 デルリン加工. 

デルリンやその他のプラスチック部品を、お客様の設計と仕様に厳密に合わせて製造する必要がある場合は、 デルリンサービス 当社はワンストップソリューションを提供できます。当社は、30種類以上のプラスチック材料に対応可能な、高度な多軸CNCフライス盤、旋盤、ドリルなどの設備を保有しています。 

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よくあるご質問

機械加工に適したデルリンのグレードは? 

機械加工に最も一般的に使用されるデルリンのグレードはデルリン®150ですが、100AFも機械加工が可能です。 

デルリンの加工公差はどれくらいですか?

デルリンの一般的な機械加工公差は±0.127mmですが、±0.0127mmというより厳しい公差も実現可能です。