フッ素樹脂 PTFE ETFE PFAの加工 成形 明興工業株式会社

Compression Molding

直圧式圧縮成型

圧縮成型とは

パウダー状の樹脂を押し固めて、素材を成形する方法です。
樹脂は溶融させて、一般のプラスチックのように型に流しこんで成形するのが一般的ですが、 代表的なフッ素樹脂のPTFEは射出成形できません。
フッ素樹脂の中でもPTFEは加熱してもゲル状になるだけで、完全には溶融しないので金型に 流し込んでの成形はできません。
PTFEは熱可塑性樹脂で融点は非常に高く、その融点は未焼成状態で約340℃、焼成された成形品 で327℃です。 予備成形品が融点以上の温度に上がると、白色不透明の状態から半透明になります。 この状態でもゴム状弾性体(ゲル状)であり、完全に溶けて流動化はしません。

したがって、通常の熱可塑性樹脂に用いられる射出成形や溶融押出成形等が適用できず、 金属の粉末冶金やセラミックに似た特殊な成形法が用いられます。

圧縮成型の工程

明興工業の素材成型技術

【ホットコイニング法】

ダイヤフラムのように薄肉でやや複雑な形状のものを成形するときは、焼成後、別の金型(2次成形用金型)にいれて圧縮しながら、加圧下で冷却し必要な形状に仕上げます。この方法をホットコイニング法といいます。その後、より複雑な形状や寸法精度の必要な製品は、さらに機械加工での切削加工を必要とします。ホットコイニング法はPTFEの成形に用いられる最も一般的な方法です。PTFEは融点以上の温度になっても非常に高い溶融粘度を有する為、この方法が用いられます。

【アニール処理】

成形素材の内部に存在する内部歪みを熱処理により除去する加熱処理をアニール処理(アニーリング)と呼びます。 高精度な寸法要求や複雑な形状の加工時、経時変化による寸法変化を抑えたい時にはこのアニール処理は必須の加工処理となります。 PTFEは柔軟性、弾力性があり、熱伝導率が小さく、熱膨張率が大きいという性質があります。 20℃付近では体積変化が1%~2%あるので加工時には特に注意が必要になります。
加工精度は工具の影響や樹脂の残留応力の影響、樹脂素材の成型方法の影響を受けるため、さらに寸法精度の高い製品を必要とする場合は、 粗加工後、アニール処理をし、機械加工する等、特別な対応をしています。

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