機械部品加工や精密機械加工の分野では、様々な業界の製品設計者が、非標準部品の製造にプラスチックポリマーを選択することがよくあります。PC（ポリカーボネート）とPMMA（アクリル）は、特に光学部品や透明部品の製造において広く使用されている2つの材料です。しかし、PCとアクリルはそれぞれ異なる特性を持つため、プロジェクトに適した材料を選択するのは難しい場合があります。特定の製品要件に最適な材料を決定するには、これらの材料の固有の特性を十分に理解することが不可欠です。この記事では、アクリルとPCの加工の違いについて、材料特性、用途、表面処理などの側面を網羅的に解説します。
1. PCとPMMA（アクリル）の違い
アクリルと PC 素材の加工の違いをよりよく理解するために、それぞれの異なる特性を調べてみましょう。
1.1 材料特性と用途
PCの特性と用途
透明PCは最大88%の高い光透過率を誇り、機械加工部品の視認性を高めます。機械加工や精密加工において、PCは高い耐応力性と優れた衝撃強度を誇り、堅牢な材料性能が求められる非標準部品に最適です。ただし、PCは耐候性は中程度で、紫外線耐性は低いという欠点があります。
PCは、電気・電子機器、安全装置、自動車部品、事務機器、屋外看板などの製造に広く使用されています。精密加工においては、製品エンジニアが透明構造部品や光学部品の製造にPCを頻繁に利用しています。 PMMA（アクリル）の特性と用途
透明アクリルは光学的に非常に透明で、光透過率は92%と非常に高く、優れた視認性を確保します。耐加水分解性と黄変性に優れたプラスチックの中でも特に優れており、優れた耐候性を備えています。紫外線安定剤を添加することで耐紫外線性が大幅に向上し、40～80℃の温度範囲で安定した状態を保ちます。しかし、アクリルは融点が低く耐熱性が低いため、比較的低温では変形しやすいという欠点があります。
PMMAは比較的脆いものの、優れた光学性能、光透過率、耐候性を備えているため、照明部品に高い光学品質が求められる自動車業界をはじめ、様々な業界で広く使用されています。機械加工や非標準部品の加工においては、アクリルは水槽、ディスプレイ、看板、額縁、建築部材、装飾部品などに広く使用されています。
1.2 機械加工と表面処理
機械加工PCと表面処理の考慮事項
透明PCは、優れた強度と耐衝撃性を備えた強靭な素材であるため、加工には比較的時間がかかります。PC部品の加工には、フライス盤、ボール盤、旋盤などが使用できます。また、PCは分解して様々な形状に再接着することも可能です。表面処理に関しては、PC製品は塗装や真空コーティングに適していますが、電気めっきはできません。
PCは融点が低いため、CNC加工の際は過度の熱蓄積を防ぐよう細心の注意を払う必要があります。加工されたPC表面は通常半透明に見え、手作業による研磨だけでは完全な透明性を実現できません。そのため、高い光学的透明性が求められる場合は、蒸気研磨が推奨されます。この方法は、PC部品の透明性を効果的に高めます。
PMMAの加工と表面処理に関する考慮事項
透明PMMA（アクリル）は脆いため、加工には細心の注意が必要です。アクリルは融点が低いため、精密加工やCNC加工では、過度の熱蓄積を防ぐため、鋭利な切削工具を使用する必要があります。
アクリルは元々光学的に優れた透明性を備えており、研磨を加えることで透明性をさらに高めることができます。コーティングや火炎研磨といった技術を用いることで、機械加工されたアクリル表面を傷から保護することができます。しかし、研削や研磨といった後工程は、全体的な生産サイクルを延長させる要因となります。
1.3 研磨工程の違い
PC とアクリルはプラスチック加工において同様の前研磨手順に従いますが、研磨プロセスは大きく異なります。
PC研磨
PCプラスチックの研磨では、細かいサンドペーパーを用いた湿式研磨により、深い傷を除去し、滑らかな表面を実現します。蒸気研磨は、PC部品の物理的特性を向上させるだけでなく、微細な形状や内外面の透明性を向上させるため、理想的な研磨方法です。蒸気研磨により、滑らかで透明度の高い表面仕上げが得られます。さらに、専用のPC研磨剤やプラスチック研磨剤を使用することで、表面をさらに滑らかにし、透明性を高めることができます。
PMMA（アクリル）の研磨
高い光学品質が求められる部品の場合、機械加工されたPMMA（アクリル）部品の処理には、手作業による研磨が最適です。しかし、透明アクリルを研磨する前に、表面を洗浄することが不可欠です。この工程では、まず粗い研磨剤を使用し、次に細かい研磨剤を使用し、布、研磨ホイール、またはパッドを用いて研磨剤を塗布します。この処理により、完成したアクリル製品は傷のない高品質な光学表面を実現します。
2. プロジェクトに合わせてPCとアクリルを選ぶ
PCとアクリルの加工方法の違いを理解することで、特定の用途に最適な素材を選定するのに役立ちます。選定にあたっては、以下の重要な要素を考慮する必要があります。
2.1 高い表面仕上げと優れた光学的透明性を実現
高い表面仕上げと優れた視認性を最優先に考える場合、優れた光透過率と透明性を持つアクリルが最適です。ただし、機械加工や非標準部品の加工においては、アクリルは高応力や衝撃を受けると割れやすいことに注意が必要です。また、PMMA部品は紫外線に長時間さらされると劣化する可能性があります。屋外用途では、紫外線安定剤の使用をお勧めします。
2.2 高い耐衝撃性が必要な場合
アクリルは光透過率が高いのに対し、PCは耐衝撃性に優れ、動作温度範囲も広いため、強度と耐寒性が重要となる場合はPCが最適です。
2.3 高耐熱性
PCはアクリルよりも延性が高く、機械加工や成形が容易です。また、耐熱性にも優れています。しかし、アクリルはPCよりも耐薬品性と耐溶剤性に優れています。材料の種類、研磨技術、表面粗さ、利用可能な設備といった要素を考慮することが重要です。これらは製品の最終的な表面品質に影響を与えるからです。これらの違いを評価することは、お客様の特定のニーズに最適な材料を選択する上で不可欠です。
3. Litegaの高品質PCおよびPMMAコンポーネント
Litegaは、高品質・高精度のPCおよびPMMA部品の製造に特化した、プラスチックCNC加工サービスの専門サプライヤーです。精密加工、機械部品加工、非標準部品製造の分野において、当社の熟練したエンジニアと機械工は、アクリルやPCなどのエンジニアリングプラスチックから最高品質の部品を製造するための豊富な知識と経験を有しています。
CNC加工、3Dプリント、精密板金加工、ラピッドプロトタイピングなど、幅広い製造能力を備えています。これらの強みを活かし、お客様独自のご要望にもお応えし、厳格な公差と優れた表面仕上げを実現します。ご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。試作開発と部品製造において、迅速な納期と競争力のある価格をご提供いたします。
結論
PCとアクリルはそれぞれ異なる用途において明確な利点を持ち、ガラスの理想的な代替品となっています。この記事では、特性、用途、加工、表面処理の選択肢など、これら2つの材料を詳細に比較しました。しかし、最終的な材料の選択は、具体的な製品要件に基づいて行う必要があります。