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アクリル板の加工・検査

アクリル板って何? そんなに特殊な材料なの?

新型コロナウイルス感染防止として、レストランなどのテーブルの上に置かれた飛散防止用の透明な板「アクリル板」と呼ばれていますが、実際の材質がアクリル板かどうかは疑わしいところです。 ではなぜ「アクリル板」と呼ばれていたのでしょうか。おそらくガラス板と同じような透明度を持った樹脂板の代名詞が「アクリル板」だからだと思います。

透明度を示す可視光透過率を次に示します。

・ガラス板=90%
・アクリル板=93%
・ポリカーボネイト=85%

アクリル板はガラス板より透明度が高いことが分かります。このことから大型水槽やプラスチックレンズ、そして映像機器などの多くの光学系製品にアクリルは使用されています。

項目 破断時伸び 衝撃強さ
単位 J/M
PMMA 2-5 11-12
PC 110-120 650-854
PET 30-300 14-37

※衝撃強さはアイゾットノッチ付き
※PMMA=アクリル板、PC=ポリカーボネイト、PET=ポリエチレンテレフタレート

上の表をご覧ください。
アクリル板の衝撃強さは一般的なガラスの10倍以上ですが、ポリカーボネイトは、その約50倍の強さを有しています。そして破断時伸びを見るとアクリル板は、数%の伸びしかなく、ポリカーボネイトとは比較になりません。 このことからアクリルは衝撃を受けると曲がらずに割れてしまいます。だからスマホケースや多くのカバーはアクリルではなくポリカーボネイトが使われています。アクリル板は、光特性は最高性能だが脆くて割れやすい特性をもっています。

そんな脆いアクリル板がプレス加工で抜けるの?

アクリル板をプレス加工で切断や打抜きを行おうとしても、切断時の衝撃で割れてしまい形状加工できないことから、一般的には、レーザーでの溶断加工やルーターと言われる高速回転する刃物での切削で形状加工されます。

当社では、プレス加工ができないと言われるアクリル板のプレス加工技術を開発し事業化しました。プレス加工の原理は、求める断面品質にもよりますが高精度高品質に加工された刃状の金型を用いて、最適な温度を金型に加え、プレス機の動作を微細コントロールすることで実現しました。

▼本加工のメリット

  1. レーザー加工やルーター加工に比べ加工単価を大幅に抑えることができます。
  2. ルーター加工に比べ切断面に透明感が生まれ意匠性に富み、加工での粉塵付着もありません。

※SEM画像から切断面が平滑透明であることが確認できる(量産時の品質を保証するものではありません)

▼本加工のデメリット

  1. 製作する高精度高機能な金型費用が掛かりますので、生産数が少ない製品ですと金型費用の償却が厳しくなります。
  2. 加工に熱を要しますので基材と金型双方に熱膨張が発生します。設計的に変化量の補正を行っていますが、常温加工に比べ、製品の加工精度に許容が必要となります。

    加工する製品サイズにより、許容値は異なりますが、±0.2~±0.4程度となります。

  3. 鋭利性の高い刃状の金型を使用することから金型そのものの強度が一般的金型より劣りますので、凹形状や丸穴は加工できる最小サイズに基材板厚に比例した制約が発生します。

    安全な最小加工形状=基材厚×10
    例)板厚1mmの板であればφ10mmの穴
    これを下回る場合は、安全係数を下げて検討すると共に、ルーター加工との併用もご提案します。

加工できる板厚について
当社では、t0.5, t1.0での量産実績は十分ありますが、それ以上の板厚はt3.0までのテスト加工実績のみとなります。
加工できるサイズについて
A4サイズ程度までとお考え下さい。
表面ハードコート品について
鉛筆硬度3H程度であれば問題ないかと思います。6H以上だと目視で切断面周囲に僅かなクラックが見えます。あくまでも目視での評価となりますので、テスト加工して合意の上での受託となります。
バックライト導光板について
当社でも数年に亘り実現に向けて開発を進めましたが、上下可動する金型でのプレス加工のため、切断面に顕微鏡でも確認できないような微細な縦スジが形成され、それを無くすことができませんでした。
この縦スジは目視では全く分かりませんが、エッジライト方式でLEDで入光させるとモニター上に線となって現れてしまうことから、当社ではモニター用導光板の加工は辞退させていただいております。しかし、あくまでもスイッチ部等の照光用バックリット用導光板であれば対応させていただきます。
検査について
当社には検査用暗室もありますので、ご希望があれば傷、汚れ等の目視検査も承ります。
アクリル以外の樹脂板の加工
アクリル板の加工ができますので、特殊な新素材でなければPC、PET、塩ビ、PP 等の加工も対応いたします。

加工設備のご紹介

3Dモデリングマシン
設備名:3Dモデリングマシン MDX-540S
メーカー:ローランドディー・ジー
3D切削用設備です。
少量生産・追加工等の幅広い生産に対応致します。

加工可能材料

  • 樹脂・軽金属

仕様

XYZ動作ストローク  X,Y,Z:500x400x155mm
その他の仕様についてはお問い合わせをお願いいたします。

ランニングソー
設備名:ランニングソー MRS-2400N
メーカー:メガロテクニカ
樹脂の特性を徹底的に配慮して設計された、専門性の高い切断機です。

加工可能材料

  • 樹脂板

仕様

定規有効長:10~1,250mm
最大切断寸法:2,400mm
最大鋸出量:100mm
その他の仕様についてはお問い合わせをお願い致します。

製品事例

PMMA1.0t(ハードコート品)
打ち抜き加工サンプル

PMMA3.0t
打ち抜き加工サンプル

技術紹介