ABS CNC加工に関するよくある質問

ABSは、CNCフライス加工、旋盤加工、穴あけ加工のいずれでも良好に加工できます。この材料は、高い耐衝撃性、剛性、そして優れた被削性を備えていることで知られています。比較的安定しているとはいえ、肉厚の薄い部品については、加工中の振動、たわみ、チャタリングを防ぐために支えが必要になる場合があります。ABSの詳細な特性については、こちらをご覧ください。.

PCは、耐熱性によって加工の難しさを補っています。最高138まで耐えることができます。^oC、これにより加工時の熱管理が向上する。.

CNC加工では、±0.02mmという厳しい公差を実現することができ、これは射出成形の標準的な公差である±0.1mmよりも高い精度です。.

1. 切削深さを浅く設定する（0.5 mm～2 mm）：切削抵抗を低減し、加工中に発生する熱を最小限に抑えるためです。.
2. 過度なクランプ力は避けてください。ABS部品が反る原因となります。薄いシートの場合は、真空テーブルやタブを使用し、部品を適切に支えてください。.
3. バリの発生や摩擦を抑えるため、切れ味の良い、研磨済みの工具を使用してください。推奨される工具は、正のすくい角が10°のものです。^o ～15^o および後角 5^o ～10^o.

切削中の熱の蓄積により、材料が軟化したり変形したりすることがあります。最終的に材料が冷却されると、収縮や反りが生じ、寸法精度の低下につながる可能性があります。 一方、切れ味の悪い工具を使用したり、不適切な切削速度で加工したりすると、チャタリング痕、工具痕、表面の曇りなどの表面欠陥が生じることがあります。また、材料が軟らかいため、締め付け力が強すぎると変形してしまうこともあります。.

さまざまな業界におけるABS素材のCNC加工の用途には、以下のようなものがあります。

• 自動車産業：計器盤、, ドアパネル, インテリアのダッシュボード, 、ドアミラーハウジング。.
• 家電製品：コンピュータのキーボード、マウスの筐体、リモコンの筐体。.
• 医療機器：高い耐衝撃性が求められる医療機器の筐体や機器の構成部品。.
• おもちゃ：レゴのような耐久性のあるおもちゃの製造。.

適切な切削工具は、発熱を最小限に抑え、溶着を防ぐために、溝数が少ない（1～2本）ものであるべきです。.

フライス加工では、固定されたブロックに対して回転する工具を用いて、複雑な形状を成形します。旋盤加工では、固定された工具に対してABSブロックを回転させ、円筒形の部品を成形します。穴あけ加工では、回転するドリルビットを用いて穴を開けます。.

効果的な熱管理に加え、ABS加工プロジェクトの成否に影響を与えるその他の要因としては、以下のものが挙げられます：

1. 素材の選定：反りを防ぐために熱安定剤を特別に配合した、機械用グレードのABSを採用しています。.
2. 適切な切削工具を使用する：適切な工具は、切れ味が良く、正のすくい角を持ち、片刃または両刃のエンドミルを使用し、付着摩耗を最小限に抑えるために、コーティングなし、またはダイヤモンドコーティングが施されているものであるべきです。.
3. 速度の最適化：これにより、切断時の発熱を抑制することができます。.
4. 効果的な冷却剤を使用してください：ABSは芳香族溶剤に敏感です。したがって、冷却剤としては、圧縮空気、または水溶性のプラスチック専用冷却剤を使用する必要があります。.
5. 工具経路の最適化：従来のフライス加工の代わりにクライムミリングを使用することで、工具のたわみを低減し、より良好な表面仕上げを実現します。.
6. ワークの固定には注意してください：変形を防ぐため、低いクランプ圧力を使用してください。.
7. 内部応力を低減する：加工前に原材料を焼鈍し、変形を防ぎ、寸法安定性を向上させる。.

ハイヘリックスドリルは、プラスチック専用のドリルであり、穴から切りくずを効果的に排出することで、発熱を抑えます。以下の表は、フライス加工、冷却、およびワーク保持に推奨される工具をまとめたものです。.

部品の変形につながる局所的な発熱を最小限に抑えるため、一度に深く切削するのではなく、浅い切削を数回繰り返してください。ダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングが施された工具は、プラスチックの付着を防ぎ、摩擦を低減します。ほとんどの場合、強力な圧縮空気を吹き付けるだけで、切りくずを吹き飛ばし、冷却を行うことができ、液体を使用する場合のような汚れの心配もありません。.

機械加工では、壁厚が不均一になっても、外観上の欠陥、不均一な収縮、または反りが生じるリスクがありません。これらは、壁厚が不均一な場合に冷却が不均一になることで、射出成形において頻繁に発生する問題です。.

後処理は、仕上げを美しく整え、エンドユーザーにとっての部品の魅力を高めるために行われます。加工後の処理が必要な理由は以下の通りです：

• 外観の向上：グレアを最小限に抑え、加工跡を取り除き、色を統一することで、家電製品や日用品への適性を高めます。.
• 機能性の向上：滑らかな接合面により、気密または水密のシールを実現しやすくなります。.
• コーティングを施す：UVコーティングは、部品が直射日光にさらされた場合に、黄変や脆化を防ぐのに役立ちます。.

ABSは加熱するとスチレンの蒸気を発生させ、化学処理の際には揮発性有機化合物（VOC）を放出します。したがって、あらゆる種類の化学結合処理は、換気の良い場所、できればドラフトチャンバーの下、あるいは呼吸用保護具を着用して行う必要があります。.
仕上げにサンディングを行う場合は、まず粗目のサンドペーパー（120～200グリット）を使って大きな凹凸を取り除きます。その後、より細かいグリットのもの（400～1000）に切り替えて、表面を滑らかに仕上げます。 有毒な粉塵の発生を抑え、プラスチックが過熱して紙が詰まるのを防ぐため、湿式研磨を行うことをお勧めします。.

研磨は、切削工具によって残された工具跡、傷、またはバリを取り除くために行われます。これにより、滑らかで、磨き上げられた、あるいは半光沢の仕上げが得られます。ABSは塗装の密着性が非常に高い素材ですが、研磨と下塗りを行うことで、さらに密着性を高めることができます。その他の後処理技術には、次のようなものがあります：

• ビーズブラスト加工：加圧された微細なガラスビーズを用いて、均一で一貫性のある、マットで質感のある仕上がりを実現します。.
• 電気めっきまたは真空メタライゼーション：ABSには、装飾目的（クローム調）および機能目的（シールド）の両方で、金属コーティングを施すことができます。.
• バリ取りおよび洗浄：これは、エッジから余分な材料や削りくずを取り除く工程であり、多くの場合、残留する粉塵や油分を取り除くための洗浄が併せて行われます。.
• ねじの挿入：機能的な組み立てを行うため、あらかじめ開けられた穴に金属製のねじを挿入します。.

穴あけまたはタップ加工：この工程では、CNC穴あけ加工後に、高精度な穴やねじ切りを施します。.

アセトンはABSの表面にあるポリマー鎖を分解し、それらが流動して隙間を埋めるようにします。再固化すると、滑らかで光沢のある表面が得られます。これを実現するための主な手法は、蒸気チャンバー法と、加熱法またはポータブル法の2つです。.
ベーパーチャンバー法：部品を、アセトンを含浸させた材料とともに、密閉された非反応性の容器に入れる。.
加熱法または携帯型法：加熱された容器または改造された装置を用いて、アセトンの蒸発と処理時間を短縮します。数分で完了します。.

ABSは熱伝導率が低いため、加工中の急激な加熱・冷却により、不均一な応力が残留することがあります。 この残留応力は、時間の経過とともに寸法不安定を引き起こす可能性があります。焼鈍処理では、新たな熱応力を生じさせないよう、ABS部品をオーブン内で70°C～80°C程度まで2～4時間かけて徐々に加熱し、その後ゆっくりと冷却します。.

部品は、湿気や酸素への露出を最小限に抑えるため、密閉容器や袋に入れて保管してください。保管容器の中にシリカゲルパックを入れて、残留する湿気を吸収させてください。.