ちょっと、そこ！ CNC 加工 ABS ビジネスのサプライヤーとして、私はこの材料の加工に関してかなりの問題を経験してきました。最も一般的な頭痛の 1 つは、CNC 加工プロセス中に ABS が溶けてしまうことです。非常にイライラしますが、心配しないでください。そのようなことが起こらないようにするためのヒントとコツをいくつか紹介します。
ABS とそれが溶ける理由を理解する
まずはABSについて少しお話しましょう。 ABS (アクリロニトリル ブタジエン スチレン) は、靭性、耐衝撃性、加工の容易さで知られる人気の熱可塑性プラスチックです。自動車部品から家電製品まで幅広い用途に使用されています。
問題は、ABS の融点が比較的低く、通常は約 221°F ～ 257°F (105°C ～ 125°C) であることです。 CNC 加工中に、切削工具から発生する熱により ABS の温度が容易に融点以上に上昇し、ABS が溶けてワークがガム状になる可能性があります。
適切な切削工具の選択
ABS の溶解を防ぐための最初のステップの 1 つは、適切な切削工具を選択することです。鋭利でプラスチック加工用に設計された工具が必要です。切れ味の悪い工具は、材料を切断するためにより激しく働かなければならないため、より多くの熱を発生します。
高速度鋼 (HSS) ツールは ABS に適していますが、超硬ツールはさらに優れています。超硬は硬度が高く、耐摩耗性に優れているため、切れ味を長期間維持できます。これにより、切断時に発生する熱量が低減されます。
切削工具を選択するときは、形状に注意してください。ねじれ角が大きい工具は、切りくずを素早く排出するのに役立つため、プラスチックに最適です。これにより、切りくずが切り込みに引っかかり、さらなる熱が発生するのを防ぎます。
切削パラメータの最適化
もう 1 つの重要な要素は、切断パラメータの最適化です。これには、切削速度、送り速度、切込み深さなどが含まれます。
- 切断速度：あまりスピードを出しすぎないでください。切断速度が速すぎると、多量の熱が発生します。逆に遅すぎると、きれいに切れずに工具が材料にこすれてしまい、熱も発生します。 ABS を加工する場合の切削速度の開始点は、約 1000 ～ 2000 表面フィート/分 (SFM) です。これは、特定の設定と得られるカットの品質に基づいて調整できます。
- 送り速度: 送り速度は、工具が材料内を移動する速度です。送り速度を高くすると、工具が材料と接触する時間が短くなるので、熱の低減に役立ちます。ただし、送り速度が高すぎると、工具が破損したり、仕上げ面が悪くなることがあります。送り速度は 1 刃あたり約 0.002 ～ 0.005 インチ (IPT) を目指します。
- 切込み深さ：切り込み深さは比較的浅くしてください。深い切り込みを行うと、より大きな力が必要となり、より多くの熱が発生します。 ABS 加工には 0.020 ～ 0.060 インチの切込み深さが適切な範囲です。
冷却と潤滑
ABSの加工には冷却と潤滑が不可欠です。これにはいくつかの方法があります。
- クーラント: クーラントを使用すると、切削ゾーンの温度を大幅に下げることができます。水溶性クーラントはプラスチック加工によく使用されます。工具と材料を冷却するだけでなく、切りくずを洗い流すのにも役立ちます。化学物質によってはプラスチックに亀裂や劣化を引き起こす可能性があるため、必ず ABS と互換性のある冷却剤を使用してください。
- エアブロー: もう 1 つのオプションは、圧縮空気を使用して切りくずを吹き飛ばし、切削エリアを冷却することです。これはシンプルでコスト効率の高い方法です。エアノズルを使用して、切断点に空気を送り込むことができます。
ワーク保持とクランプ
適切なワーク保持とクランプは見落とされがちですが、ABS の溶解を防ぐ上で非常に重要です。ワークピースがしっかりと保持されていないと、加工中にワークピースが振動する可能性があります。この振動により工具がびびり、さらに多くの熱が発生する可能性があります。
ABS に傷を付けないように、非研磨性素材で作られたソフトジョーまたはクランプパッドを使用してください。材料の変形を防ぐために、クランプ力が均等に分散されていることを確認してください。 ABS が変形すると、切削条件が変化し、過熱につながる可能性があります。
加工後の考慮事項
加工後は、ABS パーツをゆっくりと冷却することをお勧めします。急速に冷却すると材料に内部応力が発生し、亀裂や反りが発生する可能性があります。部品を暖かい場所に置き、自然に冷まします。
他のプラスチックとの比較
CNC 加工の世界で ABS を他のプラスチックと比較するのは興味深いことです。例えば、CNC 加工ポリカーボネートにはさまざまな特性があります。ポリカーボネートは、高い耐衝撃性と光学的透明性で知られています。ポリカーボネートを加工する場合は、傷がつきやすいので注意が必要です。
CNC 加工 PPSUは別の素材です。 PPSU は、優れた耐薬品性と高温安定性を備えた高性能熱可塑性プラスチックです。 PPSU の加工には、ABS とは異なる切削パラメータと工具が必要です。
CNC加工POMも言及する価値があります。 POM (アセタール) は、強くて硬いプラスチックです。 ABS とは異なる加工性プロファイルを備えているため、それに応じて加工戦略を調整する必要があります。
結論
CNC 加工中に ABS が溶けるのを防ぐには、適切なツール、最適化された切削パラメータ、適切な冷却、良好なワークホールディングの組み合わせが重要です。これらのヒントに従うことで、スムーズで効率的な加工プロセスを確実に行うことができます。
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参考文献
- 『プラスチック加工ハンドブック』
- 熱可塑性プラスチック加工に関するさまざまな業界のホワイトペーパー
