PPS切削とは？特徴や他樹脂との違い、バリ・反りを防ぐ加工事例まで徹底解説

連続使用温度200℃を超える耐熱性と、優れた寸法安定性を誇る「PPS」。
5G通信機器やEV（電気自動車）などの先端分野で需要が急増していますが、ガラス繊維を含むグレードなどは難削材としても知られ、切削加工には高度なノウハウが必要です。

「ただ削るだけ」では精度が出にくいPPS切削において、重要となるのは材料特性の理解と適切な工程設計です。

この記事では、多くの難削材加工を手掛けてきた荒川技研が、PPS切削の特徴や選ばれる理由、加工不良を防ぐための対策方法について、現場目線で解説します。

PPS切削とは？特徴と他樹脂との違い

PPS（ポリフェニレンスルファイド）は、スーパーエンジニアリングプラスチックの一種であり、耐熱性・耐薬品性・機械的強度・電気特性などに優れることから、切削加工材料として多くの産業で採用されています。   とくに、自動車、電機、医療、半導体などの分野では、金属代替や構造部品としての利用が進んでおり、寸法精度や絶縁性が求められる環境で力を発揮します。

 

PPS切削に使われるPPSの基本特性

PPSは、以下のような特性を備えています。
耐熱性：連続使用温度200℃以上。短時間なら260℃にも耐える。
耐薬品性：酸・アルカリ・有機溶剤に対しても非常に安定。
電気特性：高い絶縁性を保ち、高周波でも安定。
機械特性：高剛性・高強度で、寸法変形が少ない。
耐摩耗性：摺動用途でも優れた性能。
これらの特性から、切削加工されたPPS部品は「軽量」「高性能」「高信頼性」を求められる領域で使用されます。

PPS切削が選ばれる理由と短所

PPS切削が多くの現場で選ばれる理由は以下の通りです。

【選ばれる理由】
金属では重すぎる、樹脂では弱すぎる…その中間に位置する理想的素材。
精密加工でも反りや収縮が少なく、寸法安定性が高い。
ガラス繊維強化タイプならさらに強度UPが可能。
環境耐性（高温・薬品）に優れ、過酷な使用条件に耐える。

【短所・注意点】
切削時にバリが出やすい（特に無充填品）。
反りやすい性質を持ち、加工条件によっては精度に影響。
熱伝導性が低く、切削中に溶けやすいこともある。
材料費がやや高く、無駄が出るとコストに響く。

PPSと他エンプラの違い・選び方

スーパーエンプラ（PEEK、PPSU、PAIなど）と比較しても、PPSは「耐熱・耐薬品性・電気特性」のバランスに優れており、以下のような選び分けがされています。

選定のポイントは、「どの環境で使うか」「どこまで精度が必要か」「コストの許容度」など。PPSはその中で非常にバランスの取れた素材と言えます。

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PPS切削の注意点と対策方法

PPSは非常に優れた機能性を持つ反面、切削加工においては「材料特性が難易度を上げる」側面もあります。特に注意すべきなのは、次の3つです。
無充填品は割れや反りが生じやすい
ガラス繊維強化品（GFタイプ）は工具摩耗が激しい
切削熱により、バリや溶けが発生しやすい
これらのリスクを理解せずに加工を行うと、製品の品質低下や再加工のコスト増加につながる可能性があります。

PPS切削が難しい理由とは？

PPS切削の難易度が高い理由は、以下のような材料特性に起因します。
熱伝導率が低いため、切削時の熱が逃げにくく、バリや溶融の原因となる
剛性が高い反面、割れやすく、応力集中によりクラックが生じやすい
無充填品は成形ひずみが残っており、加工時に反りが出やすい
ガラス繊維入りタイプは工具摩耗が激しく、加工コストが高くなる
これらの点から、単なる「樹脂加工」として扱うと大きな失敗につながる可能性があるため、切削技術の高さが求められます。

バリ・反り・割れなどの加工不良対策

PPS切削でよく見られる不良とその対策方法は以下の通りです。

また、PPSは乾燥性が高いため、加工前に材料の保管環境（湿度・温度）にも注意を払うことが重要です。

PPS切削に適した工具と条件の選び方

PPS切削で使用する工具と切削条件の選定は、仕上がり品質とコストを大きく左右します。

【推奨工具】
超硬工具（特にGFタイプではHRC60以上を推奨）
コーティング工具（TiAlNなどで耐摩耗性アップ）
小径・高送り対応の精密工具（微細加工用途）
【切削条件の目安】
回転数：6,000～20,000rpm（工具径・仕様による）
切削速度：100～300m/min（材料タイプにより調整）
送り速度：0.05～0.2mm/rev（精密品ほど低めに）
【その他のポイント】
冷却にはエアブロー推奨（クーラントは樹脂変質の恐れあり）
チップ処理性能を持つ工具で加工面の仕上げ性向上
強固なチャッキングで振動抑制と反り防止

PPS切削の加工手順と流れ

PPS切削加工は、金属加工に比べて繊細な対応が求められます。   材料特性を理解したうえで、準備・工程・仕上げ・検査の各プロセスを一つひとつ丁寧に管理することが、品質と納期を守る鍵です。加工工程は以下の3ステップに分けて解説します。

PPS切削前の準備（図面・プログラム）

加工に入る前段階では、図面の確認やプログラムの最適化が不可欠です。
【主な準備内容】
寸法公差の確認：PPSは温度変化により寸法が微妙に変動します。
取り代設計：反りや割れを防ぐため、段階加工を前提に設計します。
加工順序の確認：応力の分散を考慮して、荒加工→仕上げ加工の順で。
CAMプログラム作成：低負荷・高精度を両立させる条件設定を重視。
工具選定：材料タイプに応じた摩耗対策済み工具を選びます。
また、材料の向きやチャッキング方法によって仕上がりに影響が出るため、図面と連動した加工姿勢の確認も重要です。

マシニングによるPPS切削工程

PPSの切削は、マシニングセンタを用いて精密に行います。工程ごとに注意点が異なります。

特に、無充填PPSは柔らかくて反りやすいため、荒加工と仕上げを分けて時間を置く「段階加工」が有効です。   一方で、GF入りタイプは硬くて摩耗が早いため、工具の状態管理が重要になります。

PPS切削後の仕上げと検査

加工が終わった後の仕上げと検査工程も、高品質を保つために欠かせません。
【仕上げ作業】
バリ取り：PPSは細かいバリが出やすいため、目視＋マイクロブラシなどで除去。
面取り：機械的・手作業の併用により、機能性と見栄えを両立。
洗浄：薬品用途や医療分野では、パーティクル管理も含めた洗浄を実施。
【検査項目】
寸法測定（3次元測定機・マイクロメーターなど）
外観検査（バリ・キズ・変色の有無）
平面度・直角度などの幾何公差測定

PPS切削の加工事例まとめ

PPS切削は多様な分野で活用されており、用途によって要求される精度や加工難易度が大きく異なります。   ここでは、実際に当社が対応してきた加工事例をもとに、PPS切削の「現場レベルでの活用例」をご紹介します。   部品ごとに異なる工夫点や難所なども含め、実践的な情報をお伝えします。

PPS切削の実例（ネジ・プレートなど）

PPSの切削加工によって製作された代表的な部品には、次のようなものがあります。

これらの部品は、金属や他樹脂では代替が難しく、PPSの特性がそのまま機能性能に直結します。

精密加工や微細加工の事例紹介

 

弊社では、以下のような高精度・微細形状のPPS切削にも対応しています。
【事例①：分析装置用マイクロ流路部品】
幅0.5mm程度の溝を切削
光学測定用透明材との嵌合も可能に
【事例②：医療機器内パーツ】
繰返し精度±0.05mmの厳格な寸法管理
【事例③：センサー部品用ホール加工】
直径φ1.0mm程度の穴を多数開口
穴位置精度±0.05mmを実現
これらの実績は、高剛性×高絶縁×高精度を必要とする分野で、PPS切削が極めて有効な選択肢であることを示しています。

短納期・高精度対応の実績

当社では、試作専門体制と柔軟な工程管理により、短納期・高精度対応の実績を数多く重ねています。
【対応のポイント】
少量多品種に特化した機動的な製造体制
3D CAD/CAMを活用した即日プログラミング対応
社内測定・検査の即応体制によりリードタイムを圧縮