PEEKの特徴から射出成形のポイントについてご紹介

PEEKは、スーパーエンジニアリングプラスチックの一種で、様々な特徴がある樹脂材料です。本記事では、PEEKの特徴から射出成形における注意点などについてご紹介します。ぜひご覧ください。

PEEKとは

PEEK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機能樹脂です。耐熱性、耐薬品性、機械強度のバランスが極めて高い点が大きな特徴です。そのため、一般的な汎用樹脂では対応できない用途で多く採用されています。

特徴として、連続使用温度が約260℃に達するなど、熱可塑性樹脂の中でも最高水準の耐熱性を備えています。さらに、低温から高温まで幅広い温度域において優れた機械的強度と高い剛性を維持でき、クリープ特性や耐摩耗性にも優れた材料です。加えて、素材自体が難燃性を有しているため、燃焼時に有毒ガスが発生するリスクが極めて低い点も大きな特長といえます。

PEEKの射出成形における注意点

高温成形条件への対応

PEEKの射出成形では、成形温度が非常に高い点に注意が必要です。一般的にシリンダー温度は400℃以上必要になります。この温度条件は、一般的な射出成形機では対応が難しい場合があります。

そのため、高温仕様のスクリューやシリンダーが搭載された成形機が必要です。温度管理が不十分な場合、材料劣化や成形不良が発生しやすくなります。

流動性・離型性を考慮した金型設計

PEEK樹脂は流動性が低く、成形時には高い射出圧力が必要となるため、ゲート位置やサイズ、ガス抜き構造を考慮した入子設計が不可欠です。特にガス抜きが不十分な場合、ショートショットや焼けなどの成形不良が発生しやすくなります。

また、PEEKは離型性が悪い材料であるため、突出しピンの貫通や、製品の一部が金型内に残るといったトラブルが起こりやすい点にも注意が必要です。そのため、離型性をよくするために、製品形状には十分な抜き勾配を確保した構造設計を行うことが重要となります。さらに、場合によっては金型内にコーティングを行うことがあります。

乾燥管理と材料取り扱い

PEEKは吸湿性が低い材料ですが、成形前乾燥は必須です。わずかな水分でも、高温成形時にガス発生の原因となり、これは外観不良や内部欠陥を引き起こします。一般的には150℃前後で数時間の乾燥が推奨されております。

当社のPEEKの成形事例

OA機器用二段平歯車

こちらは、PEEK材を用いた二段平歯車の製作事例です。PEEKは材料特性の観点から成形難易度が高い樹脂ですが、当社ではこれまでに多数のPEEK成形実績を有しています。過去の成形データや条件を活用して立ち上げを行うことで、安定した成形を実現し、高精度な平歯車の製作を可能にしています。

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OA機器用平歯車

本製品は、成形条件の設定が特に難易度の高い製品であったため、流動解析を活用して検討を行いました。解析結果を基に最適なゲート位置を選定し、ウエルドラインが重要部位に発生しないよう、事前に金型設計へ反映しています。あわせて、材料コストを考慮し、ランナー部の樹脂使用量を抑える工夫も行いました。なお、製品内部にはベアリングを組み込んでおり、当社ではベアリングの挿入から組立工程まで一貫して対応可能です。

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OA機器用ジョイント

本製品は、垂直度や同軸度において非常に厳しい精度要求があり、レンジ0.04の公差箇所が複数設定されていることから、成形条件の綿密な検討が不可欠でした。当社では試作・検証を重ねることで最適な成形条件を確立しています。さらに、使用する材料が高価である点を踏まえ、ランナー部については樹脂使用量を可能な限り抑える工夫を行い、コスト低減にも配慮しています。

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PEEKの射出成形は当社にお任せください

いかがでしたでしょうか。今回は、PEEKの特徴、射出成形のポイントについてご紹介しました。ジュラロン工業株式会社では、PEEKの成形実績が豊富にあり、月産100,000個の加工に対応可能です。ぜひお気軽に当社にご連絡ください。

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