最もよく知られているブランド名はテフロンであるポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、合成フルオロポリマー熱可塑性プラスチックです。 PTFE-テフロンは、融点が高く、摩擦係数が低く、化学的不活性があるため、ほとんどのエンジニアリングプラスチックとは異なります。
テフロンは、その一般的な機械的特性にもかかわらず、耐薬品性があり、高温でも安定しているため、多くの特定の用途に人気のある材料です。
テフロン部品を製造する最良の方法の1つは、CNC機械加工です。 この記事では、テフロンの加工の詳細に焦点を当てています。テフロンの材料特性、加工の利点、一般的な用途、加工技術です。
テフロンとは？
PTFEは、熱可塑性プラスチックとテトラフルオロエチレンのフルオロポリマーです。 室温では白色の固体であり、PTFEは炭素とフッ素のみで構成されています。 フルオロポリマーとして、PTFEは溶剤、酸、アルカリに対して固有の耐性があります。 疎水性で摩擦が非常に少なく、炭素とフッ素の結合が非常に強く非反応性であるため、有機化学で利用できる最も強力な結合の1つです。
テフロンは熱可塑性プラスチックであるとすでに述べましたが、これはどういう意味ですか？
すべてのポリマーは、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の2つのカテゴリに多かれ少なかれ分類できます。 それらの主な違いは、熱に対する反応の仕方です。 たとえば、テフロンのような熱可塑性樹脂は加熱すると溶けますが、熱硬化性樹脂は形成されると「固化」したままになります。 これらのタイプの材料の技術的な違いを理解することは、正しいCNC加工に不可欠です。
テフロン加工の利点
テフロン加工には、PTFEの固有の材料の利点や、加工プロセスから得られる利点など、いくつかの利点があります。
材料の利点
耐薬品性、耐熱性に優れています
低摩擦、べたつかない
良好な耐候性
500°Fまでの温度で安定
優れた電気絶縁性
比較的高い強度対重量比
機械加工の利点
柔らかさと高密度により加工が容易です。
優れた熱安定性により、部品の変形や工具の目詰まりを防ぎます。
テフロン加工の制限
PTFEの密度と柔らかさにより、加工が容易です。 元のグレードでは、温度範囲は-450°Fから+ 500°F（-267.7°Cから+ 260°C）です。 ナイロンなどに比べて強度が低く、ナイロンの引張強度はテフロンの約2〜3倍です。 この材料を扱うには、非常に鋭くて狭い工具を使用する必要があります。
テフロンの高い膨張係数と応力クリープ特性により、厳密な加工公差を達成することは困難です。 アプリケーションを設計するときは、ポリマーにその特性を侵害させようとするのではなく、PTFEの固有の特性を考慮する必要があります。
また、最高の表面仕上げと厳しい公差を実現するために、圧縮空気やスプレーなどの非芳香族水溶性クーラントの使用をお勧めします。 クーラントには、工具寿命を延ばすという追加の利点もあります。
テフロン加工応用分野
いくつかの一般的に使用されるCNC機械加工PTFE部品は、ギア、ブッシング、フィッティング、バルブなどの産業用コンポーネントを含む、医学、食品産業、科学、航空宇宙などの産業で使用されています。
手術では、PTFEは組織や臓器の移植に使用されるほか、カテーテルやその他の医療機器の感染を抑制します。
ゴアテックスは、ポリテトラフルオロエチレンのおかげで成功を収めている頑丈な生地です。 衣類材料、ワイヤー絶縁材料、医療用インプラント、および特定の種類の防水または防水シーラントの製造に使用されます。
「絶縁耐力」は魅力的な機能のようには聞こえないかもしれませんが、これがPTFEがいくつかのコンピューターおよび航空宇宙関連業界で引き続き人気がある理由です。 これらの分野や他の分野では、電気接続を安全にすることができる絶縁体の特性を持っています。
航空宇宙部品の設計者は、軽量のシャーシや車両部品を設計する設計者と同様に、他の理由でもこの材料を気に入っています。 ガラス繊維と繊維複合材料を形成するには、ポリテトラフルオロエチレンが必要です。 どちらの材料も軽量化のための最初の選択肢であり、最も一般的な機械部品の形状とサイズを得るためにフライス盤で削ることができます。
堅牢なメカニカルベアリングやその他の部品を必要とするアプリケーションの場合、PTFEの最も近い競合製品はナイロンとアセチルであり、PTFEはこれら2つよりも優れています。 長期的には、PTFE製の機械加工されたスライディングプレート、メカニカルギア、およびスライディングベアリングは、代替材料部品よりも費用効果が高くなります。
食品や飲料の機械加工では、製品の処理面には通常、材料がスムーズかつ衛生的に移動するようにPTFEが含まれています。
CNCPTFE機械加工-テフロン機械加工スキル
テフロンは、さまざまな目的のためにCNC部品を製造するために処理することができます。 PTFEプラスチックを処理する際に注意すべきことは何ですか？ テフロンのCNC機械加工には、材料の特性と欠点に関する知識と知識、および機械の操作に関するスキルと経験が必要です。
- 高品質の仕上げサービスには一定の制限があります。 高い膨張係数と応力クリープ特性により、テフロンは厳しい公差に達することが困難になりますが、仕上げによりさらに低くなります。 最高の表面仕上げと厳しい公差を得るために、圧縮空気やスプレーなどの非芳香族水溶性クーラントを使用することをお勧めします。
- 柔らかさにより、プラスチック加工で公差を維持することがより困難になります。 プラスチック部品の公差の適切なルールは1インチあたり+/- 0.001であり、非常に安定した補強材を使用すると、より厳しい公差を実現できます。
- テフロンを加工するときは、可動部品への応力など、極圧下でPTFEが変形する可能性があることを考慮してください。
- アンバランスなボウル型またはディスク型の部品は、PTFEでの加工には適していません。
- プラスチックと金属の違いに注意してください。 たとえば、プラスチックの熱膨張は金属の数倍であり、局所的な過熱を避けるために熱放散は遅くなります。
- ツールを保護し、表面仕上げを改善するために、研磨された上面を備えた超硬工具を使用するのが最善です。
- ツールからの逸脱を制限するために、材料を完全にサポートします。
- 目詰まりを防ぐために十分なチップクリアランスを残してください。
- ビードブラスト：より滑らかな表面を得て、凹凸を取り除くために、パーツをショットピーニングして均一な表面の滑らかさを得ることができます。