加工について

曲げる

プレス成形(単発型)

プレス成形

プレス成形とは、プレス機に凸型(オス型)と凹型(メス型)の型を取り付け、加熱軟化させたシート(樹脂板)をその2つの型で挟みこみ(プレス)成形する方法で、樹脂の熱による軟化を利用して曲げる加工方法です。
プレス成形は、樹脂への熱伝達が成形方法としては理想的な加工方法に位置づけられ、特に厚板には最適な成形方法です。

また、シート(樹脂板)の周辺をクランプし、内側にエアーを注入して風船のように膨らましてドームを形作るフリーブロー成形があります。
形状にもよりますが全く型跡をつけない成形も可能です。これらの技術を生かして多くの水族館で用いられているトンネル水槽(曲面部)も成形することができます。

特徴
メリット
主な成形型に「木型」と「樹脂型」「金型」とがあります。
大型成形、厚板成形が可能です。
材料をクランプしない場合は、成形による偏肉を少なくできます。
型跡が付きにくい。
デメリット
複雑な形状の成形には向いていない。

真空・圧空成形

真空成形

真空成形とは、大気圧をシート(樹脂板)成形に応用した成形方法です。
シート(樹脂板)をヒーターにて軟化させ、軟化したシート(樹脂板)と突き上げた成形型との空間(隙間)を真空状態にすることでシート(樹脂板)を型に密着させ、望む形状に仕上げます。

真空成形において、基本成形品の内寸(内側の寸法)が基準寸法となり、凸型(オス型)を用いて成形します。この場合、製品面(型の外側)に型跡が付きません。しかしながら、製品のフォルムは板厚分柔らかく味のあるものに仕上がります。
これとは異なり、インジェクション(射出成形)に近いシャープな成形表現がしたい場合は、大気圧よりも大きな圧力を加える圧空成形が有効です。凹型(メス型)を用いて成形しますので成形品の外寸(外側の寸法)も正確に出ます。但しこの場合、製品面に型が触れますので型跡は避ける事ができません。

型跡に対してはブラスト処理などで対応させて頂いております。また、アンダーカットの成形も可能です。

特徴
メリット
主な成形型に「木型」「ケミカルウッド型(合成木材型)」「樹脂型」「金型」(圧空成形は金型が必要です。)などがあり、型の構造がシンプルで凸型(オス型)凹型(メス型)のどちらか片方のみで成形することができるため、コストダウンに最適です。
インジェクション(射出成形)と比べた場合、型代が数分の一で済み、小ロット生産に向いています。イニシャルコストの軽減にもなります。
成形後のトリミングをNC機械で行っているため、形そのものでなければ型を変更せずに加工プログラムによりカット寸法や穴加工の変更が容易に出来ます。
大型成形が可能(最大3000×1500)。但し、成形品の高さに制約があるので注意が必要です。
デメリット
成形後の不要な部分のトリミング作業が必要になり、材料のロスが多くなります。
また型当たり面側へのリブ立てなどができない為、接着など二次加工が必要となる場合があります。
製品の肉厚が部分的に変動する(元板が伸びた箇所は薄くなる)ため、肉厚調整が困難。
製品の表面・裏面のどちらかにしか型に触れない為、寸法精度は型当たり面が基準となります。

切削

切る

基本丸鋸の電動工具ですので、直線にしか切れませんが、用途によって下記の工具を使用します。

パネルソー
主に元板を成形サイズに切断するのに使用します。(粗切断)
大尺材料のシート(樹脂板)を切断出来ます。(3mまで可能)
昇降盤、水平ノコ
試作品やNC治具がない成形品の切断も可能です。
角度を付けた切断が可能です。
大型鋸
シャーリング・ギロチンなど紙を裁断するように樹脂をカットします。
アクリル以外の厚さ2mm以下の樹脂を切れますが、切断面は直角が出ません。

削る

カンナ
削る いわゆるカンナです。ノコで切断した小口は荒くなりますが、表面を滑らかにするのに使用します。切削面が研磨したように光らせることが出来る鏡面機もこのカンナの一種です。
トリマー、ルーター
曲線の切り抜きにはトリマーやルーターを使用します。先端に取り付けた工具(ビット)が回転し、製品を削っていきます。成形品のトリミングの他、溝、段付き加工、くり抜きなどにも使用します。これを機械制御するのがNCです。
NC5軸同時制御機
通常のX,Y,Z3軸制御にB軸(傾斜軸)、C軸(旋回軸)が加わり、同時5軸制御によりワーク(加工対象)に対して面直に刃物が向けられるため、複雑な加工が可能な機械になります。精度向上・加工時間短縮ができます。
成形品のトリミング加工、及び、治具、成形型加工に用います。
3次元CAD・CAMシステム(同時5軸制御ツールパス出力用)との連携により複雑な精度の高い加工が可能です。
NC多軸加工機
平板加工用の機械になります。
複数の主軸に刃物を装着し1サイクルで複数の製品が同時に加工が可能です。
自動刃物交換も可能でカット面の多彩な加工ができます。
レーザー切断機
アクリルをレーザーの熱により2次元データ(イラストレーター等)通りの形状にカットできます。
企業やブランドなどの複雑なロゴの製作に使われます。
ミシン
レーザー切断機で扱えないアクリル以外の樹脂をデザイン通りにカットします。

貼る

溶剤接着

溶剤接着

溶剤接着は、プラスチックの接着に広く使われる接着方法です。プラスチックに最適な溶剤を使い、接着部分を溶かして接着する方法になります。

この接着方法は、気泡やクラック、剥離などの欠陥が生じやすく、特に透光性のある広い面積のシート(樹脂板)の溶剤接着では、高度な熟練した技術を要します。

重合接着

重合接着

強度や耐久性が要求されるアクリル樹脂板の接着には、アクリル樹脂を使った重合接着を用います。

重合接着は、シラップ状のアクリルモノマーの半重合品を使用し、コントロールされた室温下で重合反応を促進させ、両側の母体と一体化する接着方法です。

アクリル板を何枚も積層して厚板に、また突き合わせ接着でより大きい面積のアクリル板を作ることが出来ます。 重合接着は透明度を失わず、十分な実用強度と長寿命が得られる接着方法です。

熱風溶接(塩ビ溶接)

熱風溶接(塩ビ溶接)

重合接着はアクリルにしか使用できませんので、塩ビの場合、熱風溶接となります。

熱風溶接とはヒートガンを使用し、塩ビで出来た溶接棒を溶かし躯体側の塩ビと接合するものです。

塩ビ溶接棒にはグレーと透明がありますが、注意しないと焦げたり、熱による変形を起こします。

研磨・二次装飾

研磨

磨く

アクリルはガラスより透明度が高い材質ですが、一方で表面の硬さでは劣ります。静電気によりホコリが帯びている状態で乾拭きするだけで微細な傷がつき、白っぽくなったりします。

そのように白く傷がついたアクリル製品は、研磨する事で美しい元の透明度が高い光沢を取り戻す事ができます。 アクリルの傷の深さに応じて、荒いサンドペーパーから細かいサンドペーパー、バフ・コンパウンドなどを順次使用し、磨きあげます。

「研磨」は、最終仕上げの工程となり、職人の腕(技術)が問われる手仕上げの工程になります。 アクリルの「研磨」について注意して頂きたい点として、表面の傷は取れても、加工による物理的応力や歪みが生じていることを忘れてはならず、クラックやクレーズ( 光学ヒビ割れ) といった現象が起こりやすくなるということです。

製品の使用用途によっては、その点を必ず考えて「研磨」の工程を取り入れるか考えなければなりません。 また、アクリル以外の材料は研磨できない材質がほとんどですので、御注意ください。

二次装飾

かざる

アクリルは、表面に文字や色付けをする事により街角の看板や店舗ディスプレイ(什器)など空間を飾るものに広く使用されています。

アクリルの装飾方法として塗装・印刷・マーキングフィルム・彫刻・ホットスタンプなどがあります。また、最近ではハードコート、光触媒、蒸着、ラミネートといった表面処理のご相談も多く頂いております。

塗装
樹脂(プラスチック)への塗装は、比較的簡易にでき製品寸法を問わず、少量から量産まで使い分けができる応用範囲が広い技術となっております。
塗装に関して、樹脂は金属や木材とは材質が異なり、樹脂ゆえの様々な問題が発生しやすいので注意が必要です。
印刷
アクリルに印刷した場合、アクリルに高い透明性があることから裏面に印刷した図柄が鮮明に写されます。このアクリルの特性を利用し、看板などに多く使われています。 アクリルによる看板は、主にスクリーン印刷を使用して製作されています。
スクリーン印刷とは、シルクなどメッシュ状の印刷版を使用し、シルクの目を通して押し出されたインクが素材に密着する事で印刷される技術です。 スクリーン印刷と成形方法(プレス・真空・圧空成形技術など)を組み合わさることで、立体的な形状をした成形看板やアミューズメント機器の筐体部材を多く製造しています。 各種成形方法によってシート(樹脂板)が変形する量をあらかじめ見込んだ印刷版を作り、スクリーン印刷します。
計算と予測管理の下に印刷したシート(樹脂板)を成形し、お客様が望まれるデザインやフォルムを表現します。
マーキングフィルムなど
マーキングフィルムとは、店舗の看板や内装として使用されている装飾用のフィルムのことを指します。
そのフィルムには、多彩な色や品種があり、その裏面に粘着材が付いている為、シールやステッカーとして簡単に貼る事ができます。 但し、ガラス用フィルムなど一部のフィルムは、素材が持つ熱収縮には対応していません。
しばらくすると剥れる可能性があるので注意が必要です。ポリカーボネイトへの使用についてですが、使用した場合アウトガス(有機材料から出るガス)が発生するため、その使用はお奨めしておりません。また、大型インクジェット印刷機により出力した透明なフィルム(メディア)をアクリルなどの素材に貼る事も可能です。
この場合、印刷版が必要ないため版代は掛かりませんが、その仕上がりは、フィルムの原反寸法や出力機器の性能に左右されます。

「加工について」は㈱シンシのHPを一部引用させていただいてます。

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