高性能プラスチックの加工といえば、一般的にPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）CNC加工やPEI CNC加工が思い浮かびます。前回の記事では、 PEEK CNC加工本日の記事では主にPEI（Ultem）CNC加工についてお話します。 PEI（Ultem） は、高い機械的強度、高い剛性、優れた加工性を備えた高性能熱可塑性プラスチックであり、多くの産業用途に適した加工材料となっています。
PEI(Ultem)とは何ですか？
PEI はポリエーテルイミドの略称で、別名 Ultem とも呼ばれます。強度、熱安定性、広範囲の化学物質に対する耐性など、超高性能を特徴とする熱可塑性ポリマーです。Ultem は航空宇宙、自動車、電子機器、医療機器などの業界で使用されています。Ultem は優れた機械的特性と複雑な構造を作成できるため、CNC エンジニアリングも行っています。
ウルテムの特性
抗張力
Ultem は、約 110 MPa の引張強度を持つことで知られています。これにより、Ultem 部品は重力の影響を受けながらも構造的完全性を維持し、有効な曲げ強度と衝撃強度を維持できます。
熱安定性
Ultem は熱膨張性が高く、約 217 度の温度に耐えることができます。剛性と相まって、高温にさらされても Ultem が確実に無傷のままであることを保証します。
耐薬品性
Ultem は酸、塩基、有機溶剤に対して強い耐性があります。この特性により、Ultem の部品は劣化することなく過酷な環境に耐えることができます。
寸法安定性
ウルテムは、長期使用や急激な温度変化下でも形状を維持する能力があり、これを寸法安定性といいます。
難燃性と透明性
Ultem の透明性は自己消火機能と組み合わされており、難燃性が求められる場所だけでなく、光学的透明性も必要な場所にも使用できます。
Ultemのグレードは何ですか?
RPT 2100 LF
Ultem RPT 2100 LF は、摩耗の低減と潤滑性の向上が求められる用途向けに設計された、低摩擦グレードの Ultem です。耐久性が向上しているため、ベアリングやギアなど、スライドまたは移動条件下で動作する機械加工部品に最適です。
ウルテム 1000
Ultem 1000 は、高い強度と熱安定性を備えた Ultem の標準グレードです。航空宇宙や電子機器の分野でよく使用されます。
ウルテム 2100
Ultem 2100 は Ultem 1000 に比べて耐衝撃性が強化されており、高ストレス条件下での耐久性が求められる用途に適しています。
ウルテム 2300
Ultem 2300 は、改善された機械的特性と高い強度、そして優れた耐熱性を兼ね備えた Ultem の強化グレードです。部品が機械的ストレスや高温にさらされる、より要求の厳しい産業用途でよく使用されます。
ウルテム 4000
Ultem 4000 は、ガラス繊維、PTFE、グラファイト粉末フィラーを含む Ultem の透明グレードで、耐摩耗性を高め、内部潤滑剤として機能します。電子機器のハウジングや個人用アクセサリに適しています。
ウルテムグレードの特性比較
プロパティ | RPT 2100 LF | ウルテム 1000 | ウルテム 2100 | ウルテム 2300 | ウルテム 4000 |
引張強さ、降伏点(MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
破断点伸び (%) | 5-10％ | 6-10％ | 5-8％ | 5-8％ | 6-10％ |
硬度 (ロックウェル M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
熱たわみ温度 (°C) | 205°C | 217°C | 215°C | 215°C | 215°C |
ガラス転移温度 (°C) | 200°C | 217°C | 216°C | 217°C | 217°C |
PEI（Ultem）のCNC加工方法は何ですか？
PEI ソーイング
PEI (Ultem) の切断は、大きなシートまたはブロックの材料を、より小さく使いやすい断片に切断する作業です。通常、きれいな切断を実現するために、高速カーバイド ブレードが使用されます。切断方法は、Ultem 素材を他の機械加工作業用に準備する際に効果的ですが、切断作業中は材料が劣化しないように熱管理に注意する必要があります。
PEI掘削
PEI の掘削では、材料の溶解を防ぐために切削速度と送り速度に細心の注意を払う必要があります。過度の加熱なしにきれいな穴を開けるには、コバルトまたはカーバイド製の鋭利で高品質のドリルビットを使用することが不可欠です。さらに、冷却剤またはエアブラストを使用して掘削ゾーンの温度を低く保ち、ひび割れの発生を防ぎます。
PEIミリング
PEI をフライス加工する場合、輪郭、ポケット、スロットなどの特徴を作成するために複雑な加工方法を使用する必要があります。材料の強度と熱安定性の両方を実現するには、正確なフライス加工速度と高品質のエンドミルが必要です。CNC マシンの過熱を防ぐために冷却システムを使用することが重要であり、精度と表面仕上げを滑らかに保つために切削工具を頻繁に交換する必要があります。
PEI旋削
PEI を旋削する場合、材料を旋盤で回転させ、切削工具を使用して材料を取り除きます。Ultem の硬度と耐摩耗性を考慮して、超硬工具を使用します。滑らかな仕上げを実現し、材料が過熱しないようにするには、鋭い工具と低速の切削速度を強制する必要があります。
Ultem CNC加工における主な問題と効果的な技術
Ultem CNC加工における主な問題:
1.発熱
Ultem 素材は融点が高く、加工中に熱が蓄積されやすく、熱膨張、反り、さらには素材の溶解を引き起こす可能性があります。
2.表面品質
Ultem は適切に機械加工しないと溶けたり欠けたりする傾向があるため、滑らかな表面仕上げを実現するのは困難です。
3.工具の摩耗
Ultem の研磨性により、特に不適切な切削速度や工具を使用した場合、工具の摩耗が加速される可能性があります。
4.脆性
ウルテムは強度に優れていますが、特に断面が薄い場合や切削力が大きい場合には脆くなり、ひび割れや破損の原因となります。
5.チップコントロール
Ultem は、適切に制御しないと切削工具や機械を詰まらせる可能性のある、長くて粘着性のあるチップを生成します。
6.寸法安定性
冷却が適切に管理されていない場合、材料の熱に対する感受性が寸法精度に影響を与える可能性があります。
Ultem CNC加工の効果的なテクニック
1.適切なツールの選択
摩擦と工具の摩耗を減らすには、鋭利な超硬工具またはダイヤモンドコーティング工具を使用します。これらの材料は、標準的な高速度鋼 (HSS) よりも Ultem の研磨特性によく対応できます。
2.切削速度と送り
熱の蓄積を最小限に抑えるために、切削速度を低くしますが、送り速度は中～高を維持します。一般的な切削速度は 1,000 ～ 3,000 RPM で、送り速度は 0.005 歯あたり 0.020 ～ XNUMX インチです。
3.冷却と潤滑
熱を効果的に放散するには、空冷または軽い冷却ミストを使用してください。Ultem は水分を吸収する熱可塑性プラスチックであるため、冷却剤の過剰使用は避けてください。水分を吸収すると寸法が不安定になることがあります。
4.チップ管理
Ultem によって生成される長くて薄いチップを管理するには、高いすくい角と最適化されたチップブレーカーを備えた適切なツール形状を使用します。高ヘリックスエンドミルは、効果的なチップ排出を促進します。
5.機械加工後の焼鈍
機械加工によって生じた残留応力を緩和するには、機械加工後に Ultem 部品を焼きなますことを検討してください。一般的な焼きなまし処理では、材料を約 300°F ～ 400°F (150°C ～ 200°C) に数時間加熱し、その後ゆっくりと冷却します。
機械加工されたウルテム部品を利用する業界
航空宇宙
- 航空機内装（パネル、ブラケット）
- 電気ハウジング
- 構造部品（サポート、クランプ）
- 医療機器
自動車
- 燃料系部品（燃料インジェクター）
- ブレーキ部品（ブレーキハウジング）
- 電気コネクタ
- ディスプレイ・電子機器関連
医療機器
- 手術器具
- 診断装置
- インプラント部品（歯科インプラント、ペースメーカーハウジング）
ディスプレイ・電子機器関連
- コネクタ
- 回路基板
- ガイシ
防衛
- 保護ケース（機器ハウジング）
- 弾薬部品（誘導システム）
- 通信機器
消費財
- キッチン家電（ブレンダー部品、家電ケース）
- スポーツ用品（自転車部品、ヘルメット）
- 家電製品（パソコン、リモコン）
PEEK と Ultem の機械加工の違いは何ですか?
機能 | PEEK（ポリエーテルエーテルケトン） | ウルテム（ポリエーテルイミド） |
熱安定性 | 耐熱性が高い（Tg 約 143°C） | 中程度の耐熱性（Tg 〜 217°C） |
耐薬品性 | 幅広い化学物質に対する優れた耐性 | 耐薬品性は良好だが、PEEKほど強くはない |
第３章：濃度 | 非常に高い引張強度と剛性 | 強度は高いが、PEEKよりわずかに低い |
被削性 | 加工は簡単だが、送り速度を遅くする必要がある | 機械加工がやや難しく、より注意が必要 |
吸湿 | 吸湿性が非常に低い | 低吸湿 |
電気絶縁 | 優れた電気絶縁性 | 優れた電気絶縁性 |
費用 | 一般的に高価 | PEEKより若干お手頃 |
用途 | 航空宇宙、医療機器、自動車、電子機器 | 航空宇宙、医療機器、自動車、電子機器 |
表面仕上げ | 滑らかな表面仕上げを簡単に実現できます | 滑らかな仕上がりにはさらに努力が必要になる場合があります |
重量 | ウルテムより少し重い | PEEKよりも軽量 |
EASIAHOME のカスタム Ultem CNC 機械加工部品
Ultem は、加工性、高強度、熱安定性、化学安定性を備えた高性能熱可塑性プラスチックです。EASIAHOME では、航空宇宙、医療機器、自動車、電子機器などの業界の独自の要件に合わせてカスタマイズされた、高品質のカスタム CNC 機械加工 Ultem 部品の提供を専門としています。
Q: PEI は Ultem と同じですか?
A: はい、PEI (ポリエーテルイミド) と Ultem は本質的に同じ素材です。Ultem は SABIC が製造する PEI のブランド名です。どちらの用語も、熱安定性、強度、耐薬品性で知られる同じ高性能熱可塑性プラスチックを指すために互換的に使用されます。
Q: Ultem 機械加工部品にはどのような表面仕上げがありますか?
A: CNC 機械加工された Ultem 部品は、用途に応じてさまざまな表面仕上げを実現できます。一般的なオプションには、機械加工仕上げ、研磨仕上げ、サンドブラスト仕上げなどがあります。
Q: PEI (Ultem) の加工に最適な CNC マシンの種類は何ですか?
A: 高速スピンドル、堅牢なセットアップ、冷却システムを備えた CNC マシンは、PEI の加工に最適です。一般的なマシンには、CNC ミル、旋盤、超硬またはダイヤモンドコーティングされたツールを備えたドリル マシンなどがあります。
Q: PEI (Ultem) 部品は厳しい公差で機械加工できますか?
A: はい、適切な加工技術と設備を使用すれば、PEI は厳しい公差を実現できます。そのため、医療機器や航空宇宙部品など、高精度が求められる用途に適しています。
Q: PEI (Ultem) の加工には冷却や潤滑が必要ですか?
A: はい、機械加工中に熱を放散するには、冷却剤やエアブラストが必要になることがよくあります。これにより、材料の軟化や溶解が防止され、よりきれいな仕上がりが保証されます。
