金属の代替樹脂について～金属製品の樹脂化事例～

金属が樹脂に代替される背景

近年、エンジニアリングプラスチックの開発が進み、金属と同等レベルの機械的特性を持つ高機能樹脂が登場してきました。それにより、従来金属を使用していた箇所を樹脂に代替するといった流れが多くなっています。

金属から樹脂に代替をする理由には、
・軽量化
・耐薬品性の向上
・耐摩耗性の向上

といったことが挙げられます。

例えば軽量化は、特に自動車業界で常に意識されている課題の1つです。車両が軽量になれば、燃費が向上し、省エネに繋がるためです。最近は、EVの開発が活発になっており、EVの航続距離を伸ばすためにEV車両の軽量化が課題となっています。車体を軽量化することで、走行時に必要なエネルギーを低減できるためです。

自動車以外の様々な産業機器・装置においても、軽量化することで省エネに繋がるため、樹脂化ニーズが高まっています。

他にも、耐薬品性や耐摩耗性を向上することを目的として、金属から樹脂に代替することがあります。

金属から樹脂に代替する場合の具体的な材質について、目的別にご紹介いたします。

軽量化したい場合、樹脂全般が該当しますが、特に「軽量化しながら、耐熱性を維持したい」といったニーズが多いです。その場合には、PEEKやポリイミドが最適です。

耐薬品性を向上させたい場合、スーパーエンジニアリングを使用することが多いです。例えば、PTFEなどのフッ素樹脂、PVDF、PEEKが最適です。汎用プラスチックのポリエチレンも使用されます。

耐摩耗性を向上させたい場合、MCナイロンや、超高分子量ポリエチレン（UHMW）が最適です。

金属製品の形状のみを確認したいという場合に、加工時間を短縮するために、金属ではなく、樹脂で試作加工を行うことがあります。その時は、コストを抑えることのできる汎用プラスチックが使用されることが一般的です。

こちらは、鉄をPEEKの摺動グレードに転換事例です。

鉄を使用していた時は、定期的に注油するなどのメンテンナンス工数がかかっていました。自己潤滑性の高いPEEKの摺動グレードに変更することで、製品単価は高くなりましたが、長寿命化に繋がり、メンテナンスの工数が減ったため、結果としてコストダウンを実現できました。

こちらの記事では、金属の代替樹脂と実際の加工事例についてご紹介いたしました。

樹脂・金属切削加工.comを運営する株式会社ハンシンでは、樹脂及び金属両方の加工を行っており、長年これらの多彩な素材の特性を研究してまいりました。そのため、当社ではあらゆる樹脂・金属の特性を熟知しております。そんな当社だからこそ、金属から樹脂への最適な材質転換のご提案を行うことが可能です。

金属から樹脂への代替をご検討中の方は是非、当社にご相談ください。