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プラスチック加工で使われる工作機械をご紹介

プラスチック加工業ではプラスチックを高精度で加工するために、さまざまな工作機械が使われています。
プラスチックのような合成樹脂には金属ような硬さはありませんが、そのぶん熱に弱い特性を持っています。この特性を利用して切削加工曲げ加工接着加工といったさまざまな加工方法が生み出されました。
今回の記事では切削加工、曲げ加工、接着加工で使用される工作機械についてご紹介します。

切削加工で使われる工作機械

プラスチックの切削加工で使用される機械には旋盤ルーター、マシニングセンターなどがあります。これらは金属加工でも使われているので聞き覚えのある方も多いかもしれません。
切削加工では穴あけ溝入れくり抜きといった加工をおこないプラスチック材料の形を整えます。

NC旋盤

旋盤とは主軸に取り付けた材料を回転させ、バイトと呼ばれる工具ドリルを押し当てて切削加工をする工作機械で穴あけや溝入れ、ねじ切りといった加工で使用します。
回転を利用しているため加工は対称形となるほか大きな穴あけでは熱が出て変形しやすくなるといった性質があるので注意が必要です。
NC旋盤というのは数値制御(Numerical Control)装置を取り付けてあるタイプの旋盤のことでNC旋盤じゃないものを汎用旋盤といいます。汎用旋盤と違い数値制御装置を使用しているので高い加工精度を実現することが可能です。
また、コンピューター制御をしているNC旋盤をとくにCNC旋盤と呼びますが、現在ではCNC旋盤が主流なためCNC旋盤をさしてNC旋盤と呼ぶことも多いです。

ルーター

ルーター加工機とは主に板状のプラスチックを加工する時に使う工作機械です。テーブルと呼ばれる部分にプラスチック板を固定して使用します。
上部についている部分をヘッドといいここに加工軸があります。ヘッドは縦・横・高さの3軸方向へと動かせるようになっているため自由度の高い加工が可能となっています。
ヘッドやテーブルを操作することでプラスチックの切断や、くり抜きといった加工を高い精度で実現可能です。
旋盤と同じく数値制御装置(NC装置)を搭載しているものをNCルーター、コンピューター制御可能なものをCNCルーターと呼びます。

マシニングセンター

マシニングセンターとは1台で削りや穴あけ、ねじ立てなどの加工を連続でおこなえる工作機械です。
入力したプログラムに従い工具を自動で交換しながらさまざまな加工を組み合わせて複雑な工作をおこなえます。
マシニングセンターの中にはカッターやエンドミル、ドリルなどが搭載されているため利用可能な加工方法も多いです。

接着加工・曲げ加工で使われる工作機械

切削加工をして形を整えたプラスチックに曲げ加工や接着加工をほどこすことで複雑な形状のプラスチック製品を生み出すことができます。
プラスチックは熱によって性質が変化するため曲げたり、プラスチックどうしを接着するといった加工があります。

プレート溶着機

プレート溶着機とはプラスチックを加熱し、圧力を加えることで分子レベルでの結合を可能とする工作機械です。
簡単に言うとプラスチックを溶かしてプラスチックどうしをくっつける加工のこと、金属の溶接をイメージしてもらえればわかりやすいと思います。
金属とは違いプラスチックの場合は溶かす方法にヒーター超音波レーザーなどいくつかの種類があり、消費電力や溶着スピード、立体形状への適性などが違います。
プラスチックどうしを溶着させると強度が増すほか隙間をしっかりと埋められるのでタンクの漏れが防止できる、接着剤を使わずに済むといったメリットがあります。

プレート曲げ機

プレート曲げ機とはプラスチック板を曲げてきれいな曲線を作りだす工作機械です。
プラスチックには熱可塑性と呼ばれる性質を持つものが多く、熱して柔らかくした後に冷やして固めることが可能となっています。
この性質を利用することでプラスチック板を丸い筒状にするといった大きな形状変化ができます。
素材によっては加熱後すぐ冷えてしまうものもあり、きれいに曲げるには技術が必要となります。

まとめ

プラスチック加工で使われる工作機械についてご紹介させていただきました。
プラスチック加工では切削加工によって形を整え、曲げ加工や接着加工をおこない複雑な形を実現します。
こうして加工したプラスチックは必要であれば更に表面処理加工を施し、見た目や強度へ変更を加えます。  

「そもそもプラスチック加工とは何か?」などプラスチック加工について詳しく知りたい方はこちらの記事も参考にしてみてください。
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