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CNC加工に用いられる一般的なプラスチック：耐腐食性、収縮率、吸水性に関するガイド

序文

プラスチック部品においては、機械的特性と熱的特性に加え、寸法安定性と耐環境性も非常に重要です。材料の耐薬品性、成形収縮率、吸水性は、いずれも実際の使用環境における部品の精度と寿命に影響を与えます。この記事では、これらの一般的に使用されるプラスチックの主要な特性について説明します。

プラスチック材料特性の詳細な説明

ABS
ABSは希酸、油、水に対して優れた耐性を有しますが、芳香族系およびケトン系溶剤との接触は避けるべきです。吸水率は低く（約0.2%）、一般的な使用環境において良好な寸法安定性を示します。

PC（ポリカーボネート）
PCは希酸、アルコール、油に対して耐性がありますが、ABSと同様に強塩基やケトン系溶剤に対しては耐性がありません。吸水率も低く（約0.24%）、湿気の多い環境での使用に適しています。

PA6 / PA66（ナイロン）
ナイロンは油、燃料、弱塩基に対して優れた耐性を示しますが、強酸には腐食されます。ナイロンの最大の特徴は吸水率の高さです。PA6は約1.3%の吸水率ですが、PA66+GFは平衡状態で1.8%に達することもあります。吸水すると寸法膨張や機械的強度の低下を引き起こすため、高湿度や水環境で高精度が求められる用途には適していません。

POM（可塑化金属）
POMは優れた耐薬品性を備えており、油、燃料、ほとんどの溶剤に対して耐性がありますが、強酸に対する耐性は限定的です。さらに、吸水率が非常に低い（約0.2%）ため、湿気の多い環境やほとんどの化学環境において優れた寸法安定性を維持します。

PMMA（アクリル）
アクリルは希酸やアルカリ性塩水には耐性がありますが、アルコール、ケトン、芳香族溶剤との接触は避けてください。これらの溶剤はひび割れ（応力脆性割れ）を引き起こす可能性があります。吸水率は約0.3%で、寸法安定性は良好です。

PEEK
PEEKの耐薬品性はあらゆるプラスチックの中でも最高レベルで、ほとんどの酸、塩基、油、燃料に耐性があり、濃硝酸などの強力な化学薬品に対してのみ敏感です。また、吸水率も非常に低く（約0.1%）、過酷な化学薬品や高湿度の環境において高性能を発揮します。

ガラス繊維強化プラスチック（例：PA+GF、PC+GF）
ガラス繊維（GF）を添加しても、プラスチック本来の耐薬品性は変わりませんが、吸水率と成形収縮率が低下するため、高湿度環境における寸法安定性が向上します。

PP（ポリプロピレン）とPE（ポリエチレン）
どちらの材料も優れた耐薬品性を備え、ほとんどの酸、塩基、塩水噴霧に耐え、吸水率も非常に低い（PPは約0.02%、PEは0.1%未満）。そのため、容器や配管など、薬品や液体と接触する部品に最適です。

主要用語集

耐薬品性：これは、材料が薬品（酸、塩基、油、溶剤など）による攻撃に耐える能力を指します。これは、特定の化学環境で動作する必要がある部品にとって非常に重要です。不適切な材料を選択すると、部品が軟化、脆化、さらには溶解する可能性があります。
成形収縮率：これは、プラスチックが金型内で冷却・固化した後に寸法が減少する割合を指します。この値は主に射出成形の精度に影響します。CNC加工用途では、その影響は最小限であり、主な基準値は材料固有の寸法安定性を理解することです。
吸水率：これは、材料を水中に24時間浸漬した後の重量増加率を指します。吸水率の高い材料は、湿度の高い環境で寸法膨張や機械的特性の劣化を起こしやすいため、特別な注意が必要です。

結論

湿度の高い環境や薬品に曝露される環境では、材料の吸水率と耐腐食性を優先する必要があります。例えば、ナイロン（PA）は優れた機械的特性を備えていますが、吸水率が高いため、水中、高湿度、または高精度が求められる用途には適していません。油や溶剤に曝露される環境では、POMやPEEKなど、耐薬品性に優れた材料を選択する必要があります。