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PEEK切削加工部品で現実的な公差とは
2026年9月20日
出典：メーカーのデータシートと公表されている規格。編集方針をご覧ください。
すべての形状に金属並みの公差を付けたPEEKの図面には、2通りの答えのどちらかが返ってきます。部品の価値に見合わない高い見積か、加工会社では問題なく測れるのにお客様の測定台では外れる部品です。どちらも加工会社が意地悪をしているのではありません。PEEKは金属よりも動き、その理由は事前に計画できます。
まずこの数値から始める
| 項目 | PEEKで現実的な値 |
|---|---|
| 一般的な加工形状 | ±0.05 mm |
| 小さなアニール済み形状、カーボン繊維強化材 | ±0.025 mm |
| 非常に短い形状、温度管理された工場 | ±0.025 mmをやや下回る程度 |
| 薄肉部品の穴の真円度 | 応力除去後に±0.03 mm |
| 薄い板状部品の平面度 | 100 mmあたり0.1 mmが妥当な出発点 |
| 表面仕上げ、仕上げ加工 | Ra 0.8 µm |
| 表面仕上げ、研磨工具と軽い切込み | Ra 0.4 µm |
これらは、長いやり取りなしに加工会社が見積に出す値です。それより厳しい公差は、ある形状では可能で、別の形状では不可能です。その差は技量ではなく、形状によります。
材料が抵抗する理由
熱膨張。 無充填PEEKは、143 °Cのガラス転移点より下で約47 µm/m·Kで膨張します。鋼は約12です。20 °Cで寸法どおりの100 mmの形状は、部品が33 °Cになるころには約0.06 mm大きくなります。暖かい工場と冷たい検査室という違いだけで、±0.025 mmの指定は議論になります。
内部応力。 押出成形材は冷却時の応力を持っています。加工がそれを不均一に解放し、その後の数時間で部品は新しい形状に落ち着いていきます。荒加工と仕上げの間のアニールが存在する理由であり、検査に合格した部品が1週間後に外れることがある理由です。
低い熱伝導率。 切削熱は切削箇所の近くにとどまります。加工中に部品が膨らむことがあるため、加工会社は、1回の深い切込みではなく、十分なエアまたはクーラントを使った軽い仕上げ切込みを選びます。
クランプ。 無充填PEEKの弾性率は約3.5〜4 GPaで、鋼の約50分の1です。薄肉部品を強くクランプすると、押しつぶされて楕円になった状態で丸く加工することになります。ソフトジョー、軽い圧力、薄い部分の下の支持も工程の一部です。
抽象的にではなく、温度付きで公差を指定する
PEEKの図面に施せる変更の中で、最も有用なのがこれです。はめあいが180 °Cで機能する必要があるなら、それを公差の横に図面へ書いてください。そうすれば、何がどこで成立しなければならないかを全員が理解できます。
実際には次の3通りになります。
- 冷間でのはめあい、高温での使用。 部品が温まると閉じるすきまを加工会社が加工します。計算には使用温度が必要です。
- 高温でのはめあい、高温での検査。 まれで、費用がかかり、シール面ではそれだけが正直な答えになることもあります。
- 代わりに充填グレード。 カーボン繊維強化PEEKの膨張は無充填の約半分で、治具やウェハ搬送部品に使われる理由です。そのトレードオフはCF30とGF30をご覧ください。
公差を付けるもの、付けないもの
厳しい指定はそのたびに、仕上げ加工、検査工程、高価なブロックでの不良リスクを増やします。図面を見直すときの目安です。
- 実際に何かとはまる形状に印を付ける。穴、肩、シール面、刃を保持するスロット幅。
- それ以外には一般公差を適用する。何にも触れない外形には±0.1 mmで十分です。
- 金属部品からコピーした対称度や平行度の指定を外す。4回目の段取りを強いることがよくあります。
- 内側のコーナーにRを付ける。鋭いコーナーは応力集中点であり、カッターが減速せざるを得ない箇所です。
- データムの位置を示し、加工会社が実際にクランプできるものを選ぶ。
- はめあいが±0.05 mmより厳しい場合は、検査温度を明記する。
プラスチック部品の測り方
公差をめぐる議論の大半は、2つの習慣が原因です。
測定が早すぎる。 機械から出たばかりの部品は温かく、バイスから解放されたばかりです。置いてから測ってください。
測定力が強すぎる。 ラチェットストップ付きのマイクロメータは、材料が降伏するため、軽く触れた場合より小さく読み取ります。±0.05 mmより厳しい場合は、非接触測定か定圧ゲージが正直な方法です。
部品が重要な場合は、最初のロットの前に測定方法を取り決めてください。加工会社はこうした会話に慣れていて、費用はかかりません。
希望する公差が実現できない場合
形状が要求を保てない、というのが答えになることもあります。よく使う対策を、効く頻度の順に挙げます。
- 1つの部品ではなく、組み立て全体に公差を分散させる
- 厳しいはめあいを金属のインサートやブッシュに移し、PEEKは残りを担う
- 安定性のためにカーボン繊維強化材に切り替える
- アニール後に、段取りの費用をかけて仕上げ加工を追加する
- 加工と検査をセットで行うマッチドペアを受け入れる
良い加工会社は、見積の前にこれらを提案します。200 mmの無充填PEEK部品で±0.01 mmの指定を何も言わずに受ける会社があれば、それは勝利ではなく警告です。
見積依頼に書く
グレード、重要な形状、公差、そしてそれが重要になる温度を書いてください。4行で、他のどんな記述よりも見積を大きく変えます。PEEKの図面に他に何を載せるべきかは、PEEK切削加工の基礎知識にあります。
はめあいに自信が持てない図面をお持ちですか？お送りいただければ、ご紹介する加工会社が、確定する前に保てる値をお伝えします。
よくある質問
PEEK切削加工で最も厳しい公差はどのくらいですか？
アニール済みのカーボン繊維強化材の小さな形状で±0.025 mm、温度管理された工場の短い形状ではそれよりやや良い値に届きます。長い形状の無充填PEEKでは、現実的には±0.05 mmです。
PEEK部品の測定値が図面と合わないのはなぜですか？
理由は2つあります。加工で解放された内部応力により、その後の数時間で部品が動くこと。そして、PEEKは1度あたりの膨張が鋼の約4倍あるため、測定温度が影響することです。
PEEKで加工会社が保てる表面仕上げはどのくらいですか？
通常の仕上げ加工でRa 0.8 µmです。鋭く研磨した工具と軽い切込みでRa 0.4 µmも可能です。充填グレードは表面に繊維が現れるため、鏡面仕上げは現実的ではありません。