ポリカーボネート加工とは
ポリカーボネート加工とは、ポリカーボネートに切断、切削、曲げ、溶接などをおこなう加工です。
ポリカーボネートは、汎用エンプラの一種で代表的な材料です。アクリルの50倍もの耐衝撃性を持ち、対候性にも優れ透明性も高いことから様々なものの材料となっています。自己消火性があるのも特徴で安全性も高い材料です。
ポリカーボネートの形状は、棒状あるいはパイプ状、板状であり、板状の場合は平板、中空板、波板の3種類があります。ポリカーボネート加工では、これら棒状やパイプ状、板状のポリカーボネートに加工をほどこします。
ポリカーボネート加工の使用用途
ポリカーボネート加工は、ポリカーボネート製品の製造に使用されます。ポリカーボネートは、強度、耐衝撃性、透明性、耐熱性などの物理的特性に非常に優れた材料です。ポリカーボネート加工は、例えば、以下のような製品の製造に使用されています。
1. 光学製品の製造
ポリカーボネート加工は、カメラレンズやDVD基板、ブルーレイディスクなどの製造に使用されます。また、眼鏡レンズやスポーツ用ゴーグルなども、ポリカーボネート製のものが一般的です。これらの製品の製造には射出成型などが使用されています。
2. 交通関係の製品の製造
ポリカーボネートは、例えば、高速道路の遮光板や自動車のヘッドランプなどにも使用されており、ポリカーボネート加工はこれらの製造に使用されます。遮光板は、ポリカーボネートを所定の形状に切断して製造されます。
3. 日常生活用品の製造
ポリカーボネートは、スマートフォンのケースやスマートフォンのボディなどの日用生活品にも使用されています。さらに、パーテーションもポリカーボネートの代表的な製品です。パーテーションは切断や曲げ、接着などの方法を使用して製造されています。
ポリカーボネート加工の原理
ポリカーボネート加工では、切断と曲げが代表的です。切断は、常温のまま刃物をポリカーボネートに当てて、所定の方法で切断します。ただし、ポリカーボネートは硬く切削加工の切断面が鋭利となってしまうため、切断加工後の面取りは欠かせません。
曲げはポリカーボネートの熱可塑性を利用しており、加熱により溶融する性質を利用した方法です。加熱により柔らかくなったポリカーボネート樹脂を曲げて再度冷やすとその形状に固まり、所定の形状に曲げ加工が可能です。
ポリカーボネート加工の種類
ポリカーボネート加工では、切断加工とそれに伴う面取り、曲げ加工、切削加工、接着などをおこないます。溶接も可能で、熱可塑性樹脂であるポリカーボネートを溶融させたり、溶接棒を使用したりして溶接します。ここでは以下の加工の種類を解説します。
1. 切断加工
ポリカーボネートが棒状やパイプ状である場合は、のこぎりや横型旋盤で切断加工します。板状の場合は、アクリルカッターや金切りバサミ、サンダー (ディスクグラインダー) などが使用されます。なお、切断加工した後は切断面にバリが発生するため、面取り加工が必要です。
2. 曲げ加工
ポリカーボネートは熱可塑性樹脂ですので、加熱により溶融します。この性質を利用して、ヒートガンや熱線式ベンダー、プレスブレーキで曲げ加工が可能です。
ヒートガンや熱線式ベンダーを用いる場合は、ポリカーボネートの曲げ加工をおこなう部分をこれらにより加熱して溶融させてから手動で曲げます。プレスブレーキの場合は機械の中で溶融させ、金型を押し当てて曲げ加工をおこないます。この方法は、アルミサッシの加工にも使用される方法です。
3. 切削加工
切削加工は、ポリカーボネートを削り取る加工方法です。この方法は金属加工にもよく使用されます。切削加工は、マシニング加工や旋盤加工でおこなうのが一般的です。
例えば板状のポリカーボネートにマシニング加工により穴をあける場合は、まず加工する製品の図面に基づいて、NCデータを準備します。マシニング加工では、加工に用いる工具の動く速度、方向、回転数のような各種加工条件が設定可能です。
まずは、ポリカーボネート板材を少し大きめの長さや幅にカットします。NCルーターに材料をセットして、NCデータに従い側面を削って穴を開けます。ポリカーボネートは硬い材料であるため加工後にはバリを取り除き仕上げをおこない、最後に正しく穴径や寸法などを加工できているかの検査が必要です。マシニング加工を用いれば、精巧な製品を製作でき、大量に加工できるためコスト面でも優位性を発揮できます。
4. 接着
ポリカーボネートは、溶剤でポリカーボネートを溶かして接着する方法、あるいは別途用意した接着剤を挟み込んで接着する方法のいずれの方法でも接着可能です。ただし、ポリカーボネートは有機溶剤に対し応力腐食性が強く、有機溶剤配合の接着剤は使用できません。そのため、溶剤の選択を誤ると、透明性などの本来の特性を損ねる可能性があり、注意が必要です。