【材料図鑑】 エンプラ入門 – POMの特性と用途
POMの切削加工
POM（ポリアセタール）は、数多くの産業で広く使用されている高性能プラスチックです。この記事では、POMの切削加工における長所と短所、そして具体的な用途について詳しく解説します。これからPOMを使用する方や、素材選びに悩んでいる方にとって参考になる情報を提供します。
POMとは？
POM（ポリアセタール）は、高剛性、高強度、耐摩耗性に優れたエンジニアリングプラスチックの一種です。
1950年代に開発されその高い機械的特性と安定性から、現在では様々な産業で広く使用されています。
POMはアセタールホモポリマーとアセタールコポリマーの二種類があり、それぞれに独自の特性があります。
主に自動車部品、電気機器、家庭用品などに使用されていますが、その用途は非常に多岐にわたります。
また、金属の代替材料としても注目されており、金属製品と比べ軽量でありながら優れた強度を持つため、効率的な部品設計が可能です。
さらに、自己潤滑性があるため、摩擦が発生する部品に対して特に有効です。この自己潤滑性により動作時の騒音を減少させる効果も期待できます。
POMの長所
POMの長所は数多くあります。
加工性の良さ
POMは切削抵抗が低く、刃物の摩耗が少ないため、長時間の加工でも安定して高精度な作業が可能です。また、加工時に発生する削り屑の量が比較的少なく、加工の効率が非常に高いです。
耐薬品性・耐水性
POMは耐薬品性・耐水性に優れています。このため、化学薬品や水に頻繁に触れる環境でも使用が可能であり、長期間にわたって安定した性能を発揮します。こうした特性から、化学プラントや水道設備などでも利用されています。
機械的強度と耐摩耗性
機械の動作部分や摩擦が多い部品にPOMを使用することで、長寿命の部品を作り出すことができます。例えば、ギアやベアリング、バルブなどの高精度部品に最適です。
電気絶縁性
この特性により、電気機器の部品としても多く使用されています。特に高圧電流が流れる部分や、電気的に絶縁が必要な箇所に非常に有効です。
POMの短所
POM樹脂にもいくつかの短所があります。
高温環境での性能低下
POMは約100°Cを超えると物理的特性が急激に悪化し、強度が低下します。そのため、高温下での使用には適していません。
紫外線に弱い
UV劣化により、材質が脆くなり、体積が減少することがあります。このため、屋外での長期使用には注意が必要です。
紫外線防護のコーティングやカバーを使用することで、ある程度この問題を軽減できますが、完全に防ぐことは難しいです。
湿度の影響を受けやすい
高湿度環境では、吸水して寸法変化が起こりやすいため、精密な寸法が求められる部品には適さないことがあります。適切な保管環境を確保することが重要です。
切削加工においての注意点
POMを切削加工する際には、いくつかのポイントに注意が必要です。
刃物の選定
POM樹脂は硬度が高いため、刃こぼれしにくい硬度の高い刃物を使用することで、高精度の加工が可能になります。特に超硬工具やダイヤモンドコーティング工具が推奨されます。
冷却材の使用
切削中の過熱を防ぐためには、冷却液の適切な使用が不可欠です。過熱するとPOM樹脂が溶け出してしまうことがあり、加工品質が低下します。冷却液を適切に供給し、加工温度を下げることで良好な仕上がりを実現できます。
材料のクランプ方法
POM樹脂は滑りやすいため、しっかりと固定する必要があります。加工中の振動や歪みを最小限に抑えるために、適切なクランプ具を使用することが、最終的な仕上がりの品質に大きく影響します。
切削条件
さらに、切削条件（回転速度、送り速度、切削深さ）を適切に設定することも欠かせません。過剰な切削条件は刃物の寿命を縮め、材料の表面品質も悪化するため、最適な条件を見つけることが重要です。
POMの用途
POM樹脂は、その優れた特性により多様な用途で活躍しています。
自動車業界
軽量で耐摩耗性に優れたギアやベアリング、燃料系部品などに多用されています。これにより車両の軽量化と燃費の向上が期待されます。
自動車の内装部品でも、その高い耐摩耗性と滑らかな表面が評価され、使用されています。
家電製品・家庭用品
可動部や摩擦が生じる部品にPOMが使われています。例えば、プリンターのギアやコピー機のスライド部品などです。
また、キッチン機器など家庭用品にも広く利用されており、耐摩耗性と耐久性から長寿命を実現しています。
医療分野
耐薬品性が高く、薬液に対しての耐久性があるため、医療機器や器具のハウジングや動作部分に多く使用されています。
食品加工機器
FDA認証を受けたPOM樹脂は食品と接触する部品としても安全に使用できます。
DIY
POMの加工性はDIYやプロトタイピングに最適で、趣味の工作やロボット製作の素材としても多く用いられています。その滑らかな表面と強度は、様々なクリエイティブなアイデアを形にするのに適しています。
まとめ
POMは優れた機械的特性と加工性を持つ材料であり、多くの産業で利用されています。
長所としては、高い加工性、耐薬品性、耐水性が挙げられますが、高温や紫外線への弱さといった短所もあります。
適切な加工方法とツールを選ぶことで、POMの特性を最大限に活かすことが可能です。
POMの切削加工については、下記無料相談からお気軽にお問合せください。
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