お客様のご要望に確実にお応えできるよう、
豊富な機器を取り揃え様々な加工を行っています。

プラスチック加工 technology

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切断加工


加工内容・特徴

プラスチックの切断加工とは

プラスチックを切断する上では、焼け付きや、欠けなど材料それぞれが持つ特性をよく理解していることが重要です。
材料によって刃物の回転速度、送り(材料を切っていく速度)を調整する必要があります。

例えば、アクリルの場合刃物の回転速度と送りは速く設定する必要があります。
これは全体的にゆっくりしすぎると、材料が欠けてしまったり、断面が焼き付いて白くなってしまうためです。
MCナイロン、POMは樹脂の中では粘り気のある材料で、刃物の回転速度が速いと摩擦により熱が発生し、溶けてしまいます。
そうなると刃物が通りにくくなり、止まってしますので、回転を遅くして切っていきます。
こういった材質にはチップの数が少ない刃物を使う方法もあります。
チップが少ない刃物で加工することで、切断するときの抵抗が減るため速く切れ、厚い材質も切断しやすくなります。
しかし、切断面が粗くなる他、バリが出やすいといったデメリットもあります。

材料を切断する前には、その材料からどれだけとれるか等を計算します。
例えば1000mmの材料から100mmの長さのものを取れるだけ取りたいという時、
1000÷100=10なので10個取れる、ということにはなりません。

1回の切断毎に刃物分(約3mm)が切り粉となって無くなってしまうので、その分を計算に含める必要があります。
この場合1000÷103=9.708….  9個取れるという計算になります。

上で少し触れたように、プラスチック材料の種類は多く、種類ごとに性質も異なります。

ベークライトなど積層板の材料には切断時、表と裏が生じます。
表は普通ですが、裏はバリ(カエリ)がでて、少し荒くなっています。
切れない刃物で無理やり切ると積層部が剥がれてしまうことがあります。
なので積層板を切断する際は同じ向き(表裏)で切ることが重要です。

エポキシガラスは、名前の通りガラス繊維が入っており硬い材料です。
ガラス繊維とエポキシ樹脂の積層板になっています。
これを普通の刃物で切断すると刃物がダメージを受け、切れなくなります。
なのでエポキシガラス用の刃物を用意する必要があります。
エポキシガラス用の刃物は切断部分にダイヤモンドチップがついており、それを付け替え切断していきます。
また、切断時にガラス繊維が舞うためマスクを着用して作業します。

切断時の注意

切断時に気をつけなければいけないことは、
まっすぐ切ることを前提として、直角を出すことです。
直角が出ていない材料は、まずは一度切って真っ直ぐの面を作ります。
次にその切った面を下に当てもう一度切断します。
こうすることで1度目の面と2度目の面の関係が90°なので直角を出せます。
この作業をしておかないと、寸法のばらつき、四角形の材料だと平行四辺形になってしまうなどの問題が発生してしまいます。



樹脂加工・プラスチック加工は湯本電機にお任せ下さい。
短納期で高品質の樹脂加工品を大阪・東京から全国へお届けします。

設備・仕様

  • 設備名:パネルソー(左写真)
  • メーカー名・型番:SHINX HPシリーズ
  • 加工可能範囲:50t×1220×2440
  • --------------------------------------------------
  • 設備名:鋸盤 ×2台
  • メーカー名・型番:東海製作所 NSJ

加工事例

機械加工
プラスチック加工のワンポイント講座

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提案事例機械加工に関連する提案事例をまとめました

製造ライン部品の寸法変化問題を最小限のコストで解決

使用素材 PPSの切削加工事例

食品製造工場で使用している製造機械に不具合が発生しており、その原因がPTFE製のプラスチック部品が温度変化で寸法変化しているためだと判明しました。依頼時点では寸法安定性に優れたPEEKでの切削加工を希望でしたが、予算内で、できるだけ安く本件の部品を入手したいという相談でした。

PTFEで製作した部品が寸法不安定であったのは、PTFEの線膨張率が大きいためです。プラスチックは金属と比べると線膨張係数が一桁大きい素材です。PTFEなどのフッ素樹脂はその中でも線膨張率の大きい素材であり、機械加工や検査を行う環境では適切な温度管理を行う必要があります。PTFEは温度での寸法変化が起こりやすい材質ですが、吸水率はほぼ0%であり、吸水による寸法変化は起こりにくい材質です。

PEEKで製作する場合の課題

PEEKはプラスチック素材の中で、あらゆる面で高機能を発揮する熱可塑性樹脂です。
スーパーエンジニアリングプラスチックの代表格で、高い強度や耐熱性に加えて耐薬品性などが求められる場面で使用されます。

PEEKには食品安全性に適合したグレードもあり、耐熱性・高温耐性・機械的強度などに優れています。
しかし、すぐれた性能を持つ反面、その分材料費が高いという側面もあります。
今回の部品の加工内容では、PEEKを使用すると予算を超えてしまうことが課題でした。

PPSへの材質変更提案で予算内での製作を可能に

サイズと形状、数量の条件により加工方法を変更することでのコストダウンは難しい状況でした。
そこで、ご相談時に頂いた部品の使用環境と部品の要求スペックから材質変更によるコストダウンを図ることにしました。

今回は高温環境で連続使用できること、吸水・吸湿による寸法変化が起こりにくいことを条件に検討した結果、PPSで製作しました。

PPSはPEEKと同様にスーパーエンジニアリングプラスチックの1つで、優れた強度・耐熱性に加え耐薬品性や寸法安定性などの他の点でも長所の多い素材です。PEEKよりも耐熱温度は低いですが、価格はPEEKの4分の1から2分の1であるため、今回の予算内に収めながら要求スペックを満たすことができました。

【お客様の声】

ネットで拝見して依頼させて頂きました。今回初めての注文でしたが、価格・品質共に満足しています。他社にも同時に見積もりを依頼しましたが、予算内では不可という回答のみで、予算内で製作できる条件について検討してくれたのは御社だけでした。
またよろしくお願い致します。
(製造業/東京都)

まとめ

今回は寸法の安定化予算内での調達の2つが課題でした。

予算内に収めることができたのは、部品の要件を満たすための適切なスペックの素材を見つけることができたためです。
数量1個、手のひらサイズで難形状の部品であり、切削加工の範囲内での加工方法の変更によるコストダウンは難しい状況でした。
幸い使用環境が明確であったため、予算内に収められるように加工できる適切な素材を提案することができました。

湯本電機では、お客様のご予算などの条件に合わせて、材質・加工方法変更や設計変更提案といった「込み入った案件」を得意とします。まだ具体的に決めることができていない、といった案件でも完成までご相談頂けますので、お気軽にお問い合わせください。

今回の提案事例内のプラスチック素材紹介

PTFE

PTFE加工品

フッ素樹脂の1つで、滑らかな手触りと摺動性が特徴のスーパーエンジニアリングプラスチックです。
連続使用温度が260℃程度と高く、摩耗に強い特徴から摺動部品などの素材として使用されます。

PEEK

PEEK加工品

熱可塑性樹脂の中で最高レベルの耐熱性と機械的強度を持つスーパーエンジニアリングプラスチックです。
寸法安定性や耐薬品性に優れ、難燃性の素材と多くの部品の要件を満たすことができますが、高価な材料です。

PPS

PPS加工品

PPSは高い耐熱性に加え、耐摩耗性、寸法安定性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。
PEEKと同程度(PEEKより多少控えめ)の物性を持ちながらPEEKよりも安価です。
切削加工時にはバリが出やすい側面があるので、加工品の後処理に時間がかかることがあります。

樹脂加工・プラスチック加工は湯本電機にお任せ下さい。
短納期で高品質の樹脂加工品を大阪・東京から全国へお届けします。

湯本電機では切削加工・3Dプリントによる、様々な形状のプラスチック加工に対応しております。
対応可能な加工については「プラスチック加工・樹脂加工 加工方法一覧」へ。

PTFEへ材質変更でコネクター製作治具の焦げ付き匂いの解決

使用素材 PTFEの事例

以前までベークライト製治具を使用していたが、使用中に異臭が発生するため解決できる素材で作り直して欲しいというご相談です。

異臭の原因

実際に使用していた治具は焦げ付きが発生していました。
治具の使用時に摩擦による熱で、ベークライトの連続使用温度を超える高温状態になっていたと考えられます。
熱硬化性樹脂であるベークライトは、連続使用温度を超えても溶けることはありませんが、焦げ付きが発生します。
この焦げた時の匂いが今回の異臭の原因であったと推測されます。

PTFEへの材質変更で摩擦による問題を解決

使用用途から、該当の治具は摩擦と高温状態になることを考慮した摺動性と連続使用温度の高い素材に変更することが適切だと考えられます。
治具のすり減り具合からも、匂いだけでなく摩耗により精度の悪化も懸念されたためです。

そこで今回はPTFEでの製作を提案させて頂きました。PTFEは耐熱性・摺動性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。連続使用温度は約260℃と高く、難燃性であるため燃えにくく自己消火性があります。摩擦係数が小さく、摩耗しにくいため摺動部品などに利用されます。

強度面についても十分であるということで採用して頂き、匂いの発生と治具精度の悪化を防ぐことができました。

【お客様の声】

候補素材について丁寧にご提案いただき、ありがとうございました。
色々な樹脂素材を扱っているということで、アドバイスも納得の行くものでした。
適切な素材を選ぶことができました。
(製造業/広島県)

まとめ

この事例では摩擦耐熱温度の2つが課題でした。今回は他の条件などを考慮しPTFEを選定していますが、実際には摩擦に強く耐熱温度の高い素材は他にもあります。ベークライトのようなフェノール樹脂にも高摺動性の素材があり、他のエンジニアリングプラスチックにも摺動性グレードが存在するものもあります。

ちなみに、ベークライトの通常グレードの難燃性はUL規格だとHBに相当します。これは燃えにくいですが、自己消火性はないことを示しています。今回のように摩擦により焦げ付きが発生するような環境で使用を続けていると、発火した恐れがあります。自己消火性がないためそのまま燃え広がり火災に繋がるリスクがありました。ベークライトにはUL規格でV-0に相当する難燃性を持った難燃ベークライトが存在します。こちらは燃えにくく自己消火性を持った材質で、PTFEと同程度の難燃性素材です。今回は摩擦とそれによる摩耗が別の問題を発生させていることも判明したので、これらの問題を解決できる素材を提案させて頂きました。

湯本電機では、お客様のご予算などの条件に合わせての材質・加工方法変更や設計変更提案といった「込み入った案件」を得意とします。まだ具体的に決めることができていない、といった案件でも完成までご相談頂けますので、お気軽にお問い合わせください。

今回の提案事例内のプラスチック素材紹介

ベークライト

ベークライト

耐熱性・機械的強度に優れた汎用的な素材です。硬度が高く引張強度に優れますが、衝撃による欠けや割れが発生しやすい側面もあります。フェノール樹脂と基材(紙や布)の積層板であり、基材部分は摩擦に弱く摩耗しやすい特性があります。

PTFE

PTFE

摺動性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。連続使用温度が260℃と高く、引張強度・耐衝撃性にも優れています。膨張率が高く、温度による寸法変化が起こりやすい材質です。

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金属部品を樹脂化 黒ベークライトで治具の絶縁・軽量化

使用素材 黒ベークライトの事例

基盤で使う固定治具に従来アルミを使っていましたが、その治具に絶縁性を求められるようになったため、樹脂での製作をご依頼頂きました。
お客様の求められる条件は以下の2つでした。

  • 他の部品の色と統一するため、色は黒色であること
  • 比較的安価であること

より詳細な条件を伺うと、はんだを使うため耐熱温度は最低100℃以上、高温状況下で寸法安定性の高いものが良いということでした。
温度域は110℃程度でそこから多めに見積もっても±10℃程度であるということでした。
そこで耐熱温度が-50℃~130℃の黒ベークライトでの製作を提案させて頂きました。
ベークライトは電気絶縁性に優れ、電気絶縁材料として広く使われている樹脂・プラスチックです。
さらに紙ベークライトは、電気絶縁性の優れた材料の中でも特に安価です。
また機械的強度に優れ、様々な治具に利用されています。
紙ベークライトは吸水率が非常に高く、紫外線により劣化するという欠点がありますが、今回の治具が使用される環境下ではこれらは問題がありませんでした。
結果黒ベークライトの治具を採用して頂き、その後問題なく使用できているとのことです。

【お客様の声】
プラスチック加工でネットで見つけ、問い合わせさせて頂きました。
同じ市内で相談しやすい切削加工業者さんがいて助かりました。
(製造業/大阪府)

【ワンポイント】
ベークライトは電気絶縁性に優れた樹脂・プラスチックです。
機械的強度に優れますが、積層板であるため層に垂直方向には強度がありますが、平行な方向には弱い側面があります。
加工・使用時には力の加わる向きには注意する必要があります。
紙ベークライトは絶縁材料の中では特に安価です。

紙ベークライトの素材ページはこちら

布ベークライトの素材ページはこちら

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ポリカーボネートへの材質変更で強度向上とコストダウンを実現

使用素材 PC(ポリカーボネート)の事例

PMMA(アクリル)で製作したカバーのネジ部分からひび割れを起こしてしまうとのご相談を頂きました。
まず、材質を変更するのか成型にするか等の案を考えましたが、使用用途をお伺いしてみると、透明度は必要であるが中の物が見えれば可能というご回答でした。
そこで、ひび割れを防ぐために加工方法を変更するのがベストであると判断し、元々は板同士をネジで止めていたものから接着加工へ設計変更を検討して頂きました。
加工方法の他に材質変更も提案させて頂き、アクリルよりも欠けにくい材質としてポリカーボネートとPVC(塩ビ)を提案しました。
透明度はアクリルよりも劣りますが、中身を見ることはできますので条件は満たしております。
同じ透明の材料でもポリカーボネートは衝撃に強く、塩ビもアクリルよりは欠けにくい特性を持っています。
最終的には、そこまで負荷のかかる箇所ではなかったのでコストダウンのことも考慮し、従来通りネジ止めにて塩ビでの製作を行いました。

【お客様の声】
かなり前に作っていただいた加工会社さんが廃業してしまったので、新たにプラスチック加工会社をネットで調べて問い合わせしました。
数社から見積りをいただきましたが、湯本電機さんの営業担当の方が親身に提案してくださって、ここなら信頼できると思い発注しました。
ひび割れの問題は解消され、安心して作業できるようになりました。ありがとうございます。
(製造業/東京都)

【ワンポイント】
今回の事例のように一概に透明の樹脂・プラスチックといっても特性の違う材質がいくつかございますので、使用用途によっては材質の変更が可能です。
最適なご提案をさせて頂きますので、お気軽にお問い合わせ下さい。

PC(ポリカーボネート)の特徴紹介ページはこちら

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金属部品を樹脂化 ジュラコン®(POM)で軽量化

使用素材 ジュラコン®(POM)の事例

建築材料の軽量化を追求するため、金属で製作していた部分を樹脂での製作に変更することを検討しているというご相談を頂きました。
弊社では小型の精密部品をご依頼頂くことが多いのですが、今回は建築材料に使うものということで滅多にない寸法でした。
最初はPP(ポリプロピレン)黒での製作を希望しておりましたが、PP(ポリプロピレン)黒では対象物の厚みの材料が存在しませんでした。
材料の条件は黒色で比重が2以下、寸法安定性のあるものであれば良いということでしたので、今回は黒ジュラコン®を提案させて頂きました。
ジュラコン®は吸水性は低いですが、耐候性にはあまり優れないため、そこが懸念材料ではありましたが、屋内用であり、この材料自体には強度を求めていないとのことだったので問題ありませんでした。
黒ジュラコン®での製作で納得頂き、無事金属から樹脂への変更を終え、軽量化を実現しました。

【お客様の声】
急ぎでしたが、ご丁寧に対応いただきありがとうございました。
(建築業/東京都)

【ワンポイント】
黒ジュラコン®はジュラコン®と色が異なるだけで物性は同じです。
吸水性が低く、寸法安定性に優れています。
ジュラコン®はエンジニア・プラスチックの一つです。
エンジニア・プラスチックとは本来のプラスチックの弱点である熱と高温下での性質、強度を大幅に強化したものです。
軽量である樹脂・プラスチックの性質に加えて金属に匹敵する強度を併せ持っているため、今回のような金属から樹脂へ素材を変更する場合には適しています。

ジュラコン®(POM)の素材ページはこちら

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切削加工部品のバリ発生の原因の追求と解決への素材提案

使用素材 ジュラコン®(POM)の事例

PP(ポリプロピレン)を用いて製作したガイドにはφ1の貫通穴をあけており、そこにφ0.7の針を通していましたが、その際に針が損傷することがあり困っているので解決して欲しいというご依頼を頂きました。
ヒアリングを行った時点では、貫通穴の不具合か針の不具合かを断定することができなかったので、実際に使用されている貫通穴と針を条件をすべて同じにして製作し検証を行うことにしました。
実際にPP(ポリプロピレン)でΦ1の貫通穴をあけたガイドを製作し、針を通して検証していく内に、貫通穴の内部にバリが発生していることが針の損傷の原因になっていると判明しました。
そこで使用環境下で問題なく使え、バリが出にくい素材であるPOM又はABSへの材質変更を検討しました。
POMはバリの発生しにくい素材で、精密加工に向いています。
今回のようにφ1の貫通穴をあける必要があるような場面では用いられることが多いです。
ABSもPOM同様バリが発生しにくく切削加工のし易い素材です。
POMと違い接着にも向いています。
今回のガイドの製作には接着が必要な部分があったため、ABSへの変更を提案させて頂きました。
結果ABSで製作させて頂くことになり、針の損傷は無くなりました。

【お客様の声】
原因の特定ありがとうございました。
素材も納得のいく説明を頂き、安心しました。
(製造業/東京都)

【ワンポイント】
POMとABSは共に比較的低コストの素材です。
POMは快削であると同時にバリの発生しにくいという特徴があります。
また、寸法安定性にも優れています。
その反面エンジニアプラスチックの中では柔らかく耐候性に優れません。
ABSは低コストでありながら機械的強度と耐衝撃性に優れています。
接着やメッキ、塗装等も可能です。

POMの素材ページはこちら

ABSの素材ページはこちら

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MCナイロンで問題の解決と軽量化を図る

使用素材 MCナイロンの事例

紙ベークライトで製作していた糸巻きに使用する円形部品の面粗度が悪いため、糸を巻く際に粉がまとわりついてしまうとのご相談を頂きました。
材料を素材のまま使用するとそこまで粉は発生しませんが、形状上、表面を削らなければいけない為によりその不具合が出たと考えられます。
使用環境や条件をお伺いしてみると、耐熱温度が100℃程度必要であり、摺動性はもちろん軽量化も考えていらっしゃるとのことでしたので材質変更を提案させて頂きました。
適正な材料としてはMCナイロンが該当しました。
見た目はベークライトと違って青色をしておりますが、色の指定は特になく、条件を満たしておりましたのでこちらを選びました。
MCナイロンの耐熱温度は120℃あり、比重に関しましても紙ベークライトが1.4のところMCナイロンの比重は1.16なので軽量化にも繋がりました。

【ワンポイント】
MCナイロンは機械的強度も強いので金属品の代替としてギアやローラーとして使用されることがあります。
MCナイロンは基本グレードの他に摺動グレード、耐熱グレード、耐候グレードなどもございますので使用用途によって材料の選定が必要となります。

MCナイロン素材ページはこちら

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UHMW-PE(ニューライト)で予算と条件を満たした素材選定

使用素材 UHMW-PE(ニューライト)の事例

食品機械の部品で滑りが良い樹脂での製作をご依頼頂きました。
依頼時は、滑りの良い樹脂の代表であるPTFE(テフロン)での見積依頼でしたが、お客様の予算と合いませんでした。
お客様の要求する滑りの良さをお伺いすると、PTFE(テフロン)のそれは過剰スペックであることが分かりました。
そこでPTFE(テフロン)よりも安価で滑りの良い素材であるUHMW-PE(ニューライト)を提案させて頂きました。
UHMW-PE(ニューライト)は耐摩耗性、滑り特性に非常に優れているプラスチックです。
耐薬品性に優れ無害であるため、今回のように食品機械の部品に多く用いられています。
結果お客様の予算内に収まり、要求スペックを十分満たした部品を製作することができました。

【お客様の声】
短納期でのご対応ありがとうございました。
丁寧に梱包されており、品質管理も行き届いておりました。
(東京都/製造業)

【ワンポイント】
UHMW-PE(ニューライト)はポリエチレンよりも分子量を高めたスーパーエンジニアプラスチックです。
密度が高いためポリカーボネート(PC)よりも高い耐衝撃性を備えています。
耐摩耗性と滑り特性に優れており、ローラーやコンベア等の摩擦の多い箇所の部品によく使用されています。

UHMW-PE(ニューライト)の素材ページはこちら

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特殊治具で成形品の加工精度の向上と量産を可能に

特殊治具製作で解決の事例

成形で加工していた製品の加工方法提案事例です。

厚みのある箇所に成形時にヒケ(表面の歪みや凹み)が発生してしまい、必要な精度を出せず困っているというご相談を頂きました。
形状とロットから成形加工を選択していましたが、実際に製作してみると精度面で不具合があり、改めて加工方法について検討している状況でした。

その製品は比較的シンプルな形状であったため、特殊治具を製作して機械で掴むことができれば切削加工での製作も可能でした。さらに、一度に必要な数は数百個程度と、切削加工において単価のメリットがありつつ納期に間に合わせることができる範囲の数であったため、切削加工での製作を提案させて頂きました。

単価は成形で製作するよりも少し高くなりましたが、精度が向上し必要な分だけ製作できるようになりました。

成形既製品を追加工で修正も可能

機械で掴みにくい形状をした既製品でも治具を使うことで切削加工による追加工が可能な場合があります。例えば以下のような事例があります。

成形品に形状変更の仕様違いが必要になった事例です。この仕様違いは少量しか必要がないため、成形加工では採算が合わず、切削加工などの小ロットで製作できる加工方法を探していたとのことです。予算・納期からして1から製作するとお客様の条件に合いそうになかったため、製作済みの製品を追加工することで対応できないか検討することにしました。

実際に製品を預かり形状を確認したところ、追加工で仕様違いの形状にできることが判明しました。、
機械での固定が難しい形状でしたが、特殊治具を製作することで切削による追加工を可能にしました。
要望通りの形状を型なしで製作し、小ロットでの製作に対応できるようになりました。

ロットの都合で型を製作できない場合も、一度湯本電機にご相談ください。
樹脂・プラスチック切削加工の熟練スタッフが最善のご提案をさせて頂きます。

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金属から樹脂への材質変更

使用素材MCナイロンの切削加工事例

お菓子製造ライン内のアルミ合金製のローラー部品が摩耗により破損し、より耐久度の高くして新しいものを製作したい依頼を頂きました。
当初は金属素材での材質変更を想定されておりましたが、耐久性を高め、コスト面での協力も可能なMCナイロンに材質を変更することを提案しました。
強度も問題なく、煮沸処理することで食品衛生法もクリア、コーティングも必要なく、低コストである上に部品の軽量化も実現できました。

基本的に樹脂と金属素材は強度に大きな差があります。相当な強度が必要とされる場合はスーパーエンジニアリングプラスチックなどの高機能素材を使用することになりコストが増加することが多いです。
今回のように実はプラスチック素材に適当な条件のものがあることもあります。

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