技術コラム

切削加工業では、金属の樹脂化が最近では増えつつありますが、当社では逆に、従来樹脂を使用していたものの、金属への置き換えをしたいといった問い合わせが増えています。金属の樹脂化は、軽量化やコストダウン、耐薬品性などの観点から採用されますが、一方でより強度を高めたいといったご要望には、樹脂部品ではなく金属部品の方が有効です。

そこで今回は、樹脂から金属への置き換えのメリットについてお伝えします。

金属部品と樹脂部品の基本的な違い

まずは、アルミなどの金属部品と樹脂部品の大まかな特性を比較します。

アルミ部品は、汎用性・剛性・強度が高く、小ロットにも対応しやすい点が特長です。

一方、樹脂部品は量産時のコストメリットや軽量化に強みがあります。
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樹脂でなく金属を使用すべき条件

一方で、以下のような条件では、アルミなど金属部品を使用した方が合理的な場合も少なくありません。

・高温環境で使用される
・高い剛性・耐摩耗性が必要
・寸法公差が非常に厳しい
・小ロット・多品種生産

特に精度面では注意が必要です。例えば、平面度が 1/100mm 以下といった超高精度が求められる場合、樹脂化は現実的ではありません。

このようなケースでは、アルミであっても反りやひずみが課題となることがあるため、場合によっては、熱処理によるひずみが少ないステンレスへ材質変更することで、研磨工程の削減などによる、トータルコストの削減につながることもあります。

樹脂部品を金属化するメリット

①強度・剛性が大幅に向上

樹脂部品では、使用中金属は樹脂に比べ、引張強度・曲げ強度・剛性が高い素材です。そのため、割れやたわみ、変形が起きにくく、荷重がかかる部分でも使用できます。特に薄肉部、締結部、摺動部では、金属を使用するほうが適していることがあります。

②耐熱性の向上

樹脂は発熱部などの高温環境で使用すると、軟化や変形、劣化が起こりやすい素材です。しかし金属化することで、高温環境や発熱部の周辺でも使用することが可能となり、温度変化に起因するトラブルを防止できます。

③寸法安定性・精度の向上

樹脂は温度や湿度の影響で、膨張や収縮、経時変化が起きやすく、最初は問題なかったが、時間が経つとズレが発生することがあります。また加工時に
金属は、寸法変化が小さく、高精度な加工が可能であるため、長期間にわたって安定した寸法精度が求められる部品に適しています。
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④放熱性能の向上

樹脂部品では、熱がこもってしまい、周辺部品の温度上昇、熱による変形や性能低下が発生することがあります。特に、モーターや電子部品など発熱部の近くでは、不具合の原因になります。金属は熱伝導率が高く、発生した熱を外部へ逃しやすいため、部品温度の上昇を抑えることができます。季節や使用環境差による性能差の低減にもつながります。

アルミ加工ならアルミ加工コストダウンセンターにお任せください！

今回は樹脂部品を金属化するメリットについてご紹介しました。アルミ加工コストダウンセンターを運営する株式会社岡部機械工業では、国内屈指の最先端設備を揃えており、高精度な加工を実現する環境を整えているため、お客様のご要望に沿った製品づくりを実現いたします。アルミ加工品や樹脂部品に関して、お困りごとがございましたら、アルミ加工コストダウンセンターにお問い合わせください。