PEEKの切削加工

PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）は、高い耐熱性・耐薬品性・機械的強度を誇るスーパーエンジニアリングプラスチックです。自動車や医療、半導体など幅広い分野で活用されており、特に金属の代替材料として注目されています。しかし、その優れた特性ゆえに、切削加工には専門的な知識と技術が求められます。本記事では、PEEKの特性やグレードの違い、実際の加工事例について詳しく解説します。

PEEKとは

PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）は、スーパーエンジニアリングプラスチックに分類される高性能な樹脂で、耐熱性・耐薬品性・機械的強度などで他の汎用樹脂を上回る優れた特性を備えています。最高260℃までの連続使用が可能で、高い耐熱性と難燃性を持つため、高温環境での使用に適しています。さらに、摩擦や放射線にも強く、耐薬品性についてはエンジニアリングプラスチックの中でも特に優れているため、腐食性のガスや溶剤が使われる厳しい環境下でも長期間の使用が可能です。

PEEKの使用用途

PEEKは、優れた機械的特性や耐熱性、耐薬品性を持つ信頼性の高い材料として、様々な業界で採用されています。主な用途としては、航空宇宙、自動車、医療機器、3Dプリンタ、食品、半導体などが挙げられます。

自動車分野

軽量化や性能向上、コスト削減のために金属部品からPEEKへの置き換えが進み、ギアなどの部品に用いられることでノイズや振動の軽減も可能です。

医療分野

PEEKは体内で無毒かつ不活性で生体適合性が高いため、注射針、インプラント、義歯などに利用され、多くの医療機器メーカーが様々な医療用PEEKを提供しています。

3Dプリンタ分野

PEEKは高い注目を集めており、医療や工業用の高機能部品を製造するための材料として用いられています。

PEEKのグレード

PEEKは、特定の用途に応じて様々なグレードが存在し、それぞれ異なる特性を持っています。切削加工性も各グレードによって異なり、使用環境や要求される特性に応じた選択が重要です。以下は、代表的なPEEKのグレードの概要です。

1. 基本グレード

一般的にPEEKと言われるのはこのグレードで、250℃までの耐熱性、優れた耐薬品性、機械的特性を備えています。切削加工においても非常に硬く、高精度な仕上げが可能です。

2. 強化グレード

PEEK強化グレードは、カーボン繊維やガラス繊維を混合することで、通常のPEEKでは対応できない厳しい環境下でも使用できるようにしたグレードです。特に、ガラス繊維強化グレードは、高負荷がかかる構造部品に使用されます。ただし、ソリが発生しやすく、切削加工が難しくなるというデメリットもあります。

3. 導電グレード

PEEK導電グレードは、カーボン繊維を混ぜ込むことで導電性を持たせたタイプです。静電気やほこりを嫌う環境での使用を想定しています。このグレードも切削加工が難しくなるため、注意が必要です。

4. 医療グレード

医療器具や手術器具の軽量化を目的としたPEEK医療グレードは、生体適合性を考慮して設計されています。耐熱性・耐薬品性・耐放射線性に優れ、金属の代替材料として注目されています。

5. 摺動グレード

PEEK摺動グレードは、潤滑性や耐摩耗性を向上させたグレードです。炭素繊維やPTFEを充填することで耐久性が増し、機械部品の寿命を延ばします。このグレードも高い耐熱性と耐薬品性を保ちながら、特定の用途に最適化されています。