樹脂加工方法の種類とは？ 切削加工と成形加工それぞれの長所と短所

樹脂加工は製品開発において重要な役割を果たします。樹脂の種類や目的・用途によって、適切な加工方法が異なります。この記事では、「切削加工」や「成形加工」といった樹脂加工方法の種類とその概要を解説した上で、それぞれの長所と短所、樹脂に合わせた適用、用途の違いを比較します。

『すでに切削することは決まっていて、設計ノウハウを知りたい』という方は、技術解説記事樹脂切削とは？素材別特徴と用途解説をご参照ください。

樹脂加工の種類とは

樹脂加工の技術は多岐にわたりますが、「切削加工」と「成形加工」に大別できます。さらに、それらの加工法の中から、製品の形状や用途に応じて最適な手法を選ぶことが重要です。ここでは、樹脂加工の各種類について概要を解説します。

樹脂切削加工

樹脂切削加工は、樹脂材料を特定の形状に加工するために用いられる技術です。専用の機械と工具を用いて材料の不要な部分を除去します。この加工法は、精密さや複雑な形状の要求に柔軟に対応できるのが特徴です。

切削加工の基本プロセス

樹脂切削加工では、初めに樹脂製品の仕様や加工性を考慮し、製品形状と加工工程を決定します。NC機械を使用する場合は、刃物の動きや加工パターンの設定も必要です。次に、選定された樹脂材料を加工の寸法に適合するよう準備し、使用する加工機械にセットアップします。加工時には適切な刃物の選択と精密な位置決めをおこない、樹脂の切削作業を進めます。刃物の状態や加工の品質を定期的にチェックするなど、作業中の細かな調整も欠かせません。加工品はバリ取りや表面処理が施され、品質検査・適合検査をクリアすれば完成です。

主要な切削加工方法

樹脂成形加工

樹脂成形加工は、熱や圧力を利用して樹脂を特定の形状に成形する技術です。この加工法は大量生産に適しており、さまざまな樹脂製品の製造に幅広く用いられています。

成形加工の基本プロセス

成形加工の基本プロセスは、樹脂を加熱・溶解（可塑化）し、金型に流し込んだあとに冷却・圧縮して固化することです。樹脂の種類や製品の形状に応じて、加熱温度や圧力、冷却時間などを調整する必要があります。均一な品質を保つためには、精密な温度管理と成形条件の制御が重要です。

主要な成形加工方法

射出成形（インジェクション成形）

射出成形は、溶融した樹脂を型に注入し、冷却固化させて製品を作る方法です。複雑な形状や精密な部品の製造に適しており、大量生産にも対応できます。効率的な製造プロセスとして、自動車部品や家電製品など幅広い分野で採用されている加工方法です。

その他の樹脂加工方法

切削加工や成形加工とは異なる樹脂加工方法が選択されることもあります。ここでは、その他の樹脂加工の種類として「3Dプリンタ加工」「曲げ加工」「接着加工」を説明します。

3Dプリンタ加工

3Dプリンタ加工は、デジタルデータを基に樹脂を層状に積み重ねて物体を造形する技術です。コンピュータで作成した立体データを忠実に再現できることから、複雑な形状や中空構造を持つ製品を作りたい場合に適しています。設計の自由度が高く短時間での製造も可能なため、マスターモデルやカスタムメイド製品の製作にも活用されます。

曲げ加工（ベンディング加工）

曲げ加工では、樹脂シートをパイプヒーターや電気炉などで加熱してやわらかくし、特定の形状に曲げてから冷却・固化します。ディスプレイカバーや医療機器の部品など、樹脂を曲線的な形状へ加工するのに適した方法です。加熱と冷却の管理が品質に大きく影響するため、正確な温度設定と迅速な形状加工が求められます。

接着加工

接着加工は、別々の樹脂部品を接着剤で接合する方法と、樹脂材料の一部を溶かして接着させる方法があります。複数のパーツを組み合わせて一つの製品を作る場合や、異なる材質を組み合わせる場合に用いられる技術です。接着剤の選定や接着面処理の巧拙によって、接着箇所の強度や耐久性に差が出ます。

樹脂切削加工と樹脂成形加工の比較

切削加工と成形加工には、それぞれ長所と短所があります。両者の特徴を比較し、使用する樹脂の種類や製品の用途に応じて最適な方法を選ぶことが大切です。

● 1個 〜 100個 の場合 　　→【切削加工】が正解（金型不要で安く、すぐできる）
● 1,000個以上 の場合 　　→【成形加工】が正解（金型代がかかっても、1個あたりが安価になる）
● 100個 〜 500個（迷うライン）の場合 　　→ 見積もり比較が必要です。「真空注型、および簡易型成形」という選択肢もあるので、まずはご相談ください。