PE(ポリエチレン)の切削ってなぜ難しい? 発注前に知っておきたい基礎知識

PE(ポリエチレン)とは ― 身近だが奥が深い樹脂材料

PE(ポリエチレン)は、最も使用量の多い汎用樹脂のひとつで、軽量・耐薬品性・耐水性・絶縁性に優れています。構造がシンプルで安価なため、工業用途から食品関連まで幅広く使用されています。

代表的な種類には以下があります。
〇HDPE(高密度ポリエチレン):剛性が高く、切削加工向き
〇LDPE(低密度ポリエチレン):柔らかく、変形しやすい
〇UHMW-PE(超高分子量ポリエチレン):耐摩耗性は高いが難削材

PE(ポリエチレン)切削は「簡単そう」に見られがちですが、実際には材料の柔らかさと熱特性が加工精度を大きく左右します。特に寸法精度や外観品質が求められる場合、樹脂切削の経験が重要になります。

なぜPE(ポリエチレン)切削は難しいのか ― ポリエチレン特有の加工課題

PE(ポリエチレン)切削が難しい理由は、金属や他のエンジニアリングプラスチックとは異なる物性にあります。

① 非常に柔らかく、変形しやすい
ポリエチレンは弾性率が低く、切削中の切削抵抗やクランプ力によって、簡単にたわみや潰れが発生します。
その結果、
〇寸法が安定しない
〇真円度・平行度が出ない
〇仕上げ後に形状が戻る
といった問題が起こります。

② 熱がこもりやすく溶けやすい
PE(ポリエチレン)は熱伝導率が低く、切削時の摩擦熱が逃げにくい樹脂です。
刃先温度が上昇すると、
〇表面が溶ける
〇切りくずが再付着する
〇仕上げ面が荒れる
といったトラブルが発生します。

③ 切りくずが絡みやすい
PE(ポリエチレン)切削では、切りくずが糸状・帯状になりやすく、工具やワークに巻き付きます。
これが原因で、表面傷や寸法不良、工具折損につながるケースもあります。

PE(ポリエチレン)切削で品質を左右する重要ポイント

PE(ポリエチレン)切削を安定させるには、PE(ポリエチレン)専用の考え方が必要です。

□工具選定 ― 鋭利さが最優先
PE(ポリエチレン)切削では、切れ味の鋭さが品質を左右します。
〇超硬工具(樹脂用刃形)
〇大きなすくい角
〇鏡面研磨された刃先
刃先が少しでも鈍ると、材料を「削る」のではなく「押す」状態になり、溶け・変形の原因になります。

□切削条件 ― 「速すぎず、遅すぎず」
PE(ポリエチレン)切削では、
〇切削速度:中速域
〇送り速度:やや高め
〇切込み:浅め
が基本です。

低速すぎると摩擦熱が溜まり、高速すぎると溶融しやすくなります。
熱を溜めず、切りくずを速やかに排出する条件設定が重要です。

□冷却と切りくず処理
PE(ポリエチレン)はクーラントよりも、
〇エアブロー
〇ミスト冷却
が有効な場合が多く、切りくずの巻き付きを防ぎます。切りくずの形状を見ながら、条件を細かく調整することが品質安定の鍵です。

□チャッキング ― 柔らかさを前提にした固定
PE(ポリエチレン)はクランプ力が強すぎると変形します。
そのため、
〇ソフトジョー
〇広面積での保持
〇真空チャック
など、局所応力を避ける固定方法が求められます。

PE切削_マシニング加工

発注前に知っておきたい ― PE(ポリエチレン)切削で失敗しないためのポイント

ポリエチレン切削は、単純な形状でも品質差が出やすい加工です。発注前には以下を確認しましょう。

① PE(ポリエチレン)切削の実績
PE(ポリエチレン)は「柔らかすぎる樹脂」のため、金属加工中心の業者では精度が出ないことがあります。樹脂切削専門の経験があるかが重要です。

② 材料グレードの理解
HDPE、LDPE、UHMW-PEでは切削性が大きく異なります。
用途に適した材料選定まで相談できる業者が理想です。

③ 寸法公差の考え方
PE(ポリエチレン)は精密公差に不向きな場合もあるため、
「どこまでの精度が現実的か」を事前にすり合わせることが重要です。

④ 検査・仕上げ体制
柔らかいPE(ポリエチレン)は測定時にも変形しやすく、測定方法の工夫が必要です。
樹脂専用の検査ノウハウを持つ業者なら安心です。

ミワレイズでは、PE切削・ポリエチレン切削を含む各種樹脂加工に特化し、
材料特性を理解した加工条件・治具設計・検査体制で安定品質を実現しています。

PE(ポリエチレン)切削加工事例:機械パーツ 超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE 黒)
PE(ポリエチレン)切削加工事例:機械パーツ 超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE 黒)

まとめ

PE(ポリエチレン)は身近で扱いやすそうに見える一方、柔らかさ・熱変形・切りくず処理など、樹脂切削ならではの難しさを持つ材料です。
高品質なPE(ポリエチレン)切削には、樹脂専用の加工ノウハウと設備が欠かせません。

ミワレイズは、ポリエチレンをはじめとする樹脂切削を専門とし、試作から量産まで最適な加工方法をご提案します。

PE(ポリエチレン)切削でお困りの際は、ぜひお気軽にご相談ください。

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