加工例EXAMPLE

【STUDY|材料】温度変化に弱いの⁉樹脂って!

お客様から頂いた図面をみると、1μでの公差で製図してある図面を見かけます。
実際にその公差で樹脂を切削加工する場合、可能でしょうか・・・・・・・。
出来ますと言いたいとこですが・・・答えはNOです。

ではなぜなのか⁉
ここでは温度変化で、どれほど寸法が伸縮するかを説明していきたいと思います。

1.線膨張係数とは

物の長さが、温度変化によって変化(伸縮)する割合をあらわしたものです。
長さが変化する割合を線膨張率、体積が変化する割合を体積膨張率と言います。
砕いて言うと、温度が1℃変化したときに同じ温度環境でも材質によって変化が違うのでそれを数値化したものです。

参考数値
・UHMW-PE   20~10
・PTFE    14~12
・MCナイロン  11~6.5
・POM     9
【単位:(×10E-5/℃)】    

比較の為、金属の数値ものせておきます。(一部のみ)

・鉄        11.8
・アルミニウム   23.1
【単位:(×10E-6/℃)】

数値だけですとわかりにくいですが、金属と樹脂では一桁膨張係数が違います。
つまり樹脂は、それだけ寸法変化が大きいといえます。

では、実際公式に当てはめ、数字にしてみましょう。
下記の公式にて求められます。

2.計算式

材料の線膨張係数×10⁻⁵×製品寸法×温度変化

・例:UHMW‐PE 線膨張係数20の場合

20×0.00001×100(製品寸法)=0.020㎜
※上記は1℃の寸法変化

10℃変化の場合 0.019×10℃=0.20㎜

※製品寸法、温度帯によっても違いがありますのであくまで目安として考えてください。

どうでしょう。
10℃の変化でUHMW-PEは0.2㎜も伸びる事が分かります。
実際に、数字でみると実感わきますね。

3.まとめ

全ての材料でこのような変化があるわけではないですが、
金属に比べて、樹脂は、温度の変化に繊細な材料です。
加工については、技術者のノウハウで、ご希望の数値に近づけることもできます。
一度、精度に関してご質問等がございましたらお問い合わせください。


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【メディア掲載】技術情報誌コンバーテック8月号に「btrail」を掲載頂きました
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