樹脂材料の選び方｜試作・量産で失敗しないための基本視点

視点3：摺動性・摩耗特性

摺動部品（ギア、ベアリング、スライダー、カムなど）に使用する場合は、摺動特性と耐摩耗性が重要な選定基準になります。

摺動性に優れる代表的な樹脂材料としては、POM、ナイロン、PTFE（フッ素樹脂）、UHMWPE（超高分子量ポリエチレン）などが挙げられます。選定時に考慮すべきポイントは以下のとおりです。

• 摺動相手材との相性（樹脂同士か、金属相手か）
• 摺動速度と荷重条件
• 潤滑の有無（無潤滑環境か、グリス使用可能か）
• 摩耗粉の許容度（クリーン環境では発塵が問題になる場合がある）

摺動特性を向上させるために、ベース樹脂にPTFEや二硫化モリブデン、カーボンファイバーなどを配合した摺動グレードを選定するケースもあります。

視点4：寸法安定性・加工性

高精度が要求される部品では、寸法安定性が材料選定の決め手になることがあります。寸法安定性に影響する主な要因は以下のとおりです。

• 成形収縮率——材料ごとに異なり、設計時に考慮が必要
• 吸水による膨張——ナイロンなど吸水性の高い材料では特に注意
• 線膨張係数——温度変化に伴う寸法変化の大きさ
• アニーリング（後収縮）——成形後の寸法変化

また、加工性（成形しやすさ）も量産を見据えると重要な視点です。流動性が高く、成形条件の幅が広い材料は、量産時の品質安定に寄与します。逆に、成形温度範囲が狭く条件管理がシビアな材料は、量産コストに影響する可能性があります。

視点5：コストと調達安定性

材料選定では、性能面だけでなくコストと調達安定性のバランスも考慮する必要があります。コストに影響する要因としては、以下が挙げられます。

• 材料単価（汎用エンプラ vs スーパーエンプラで大きな差がある）
• 成形性（サイクルタイム、不良率への影響）
• 二次加工の要否（アニーリング処理、後加工 など）
• 特殊グレードの割増コスト

調達安定性については、以下の点を確認しておくことが重要です。

• 材料メーカーの供給体制（国内生産か海外生産か）
• 最低発注ロットとリードタイム
• 代替材料の有無
• 長期的な供給見通し

「性能面では最適だが、入手困難で量産に対応できない」という事態を避けるため、複数の材料候補を検討しておくことをおすすめします。

試作時と量産時で見るべき違い

材料選定は、試作段階と量産段階で求められる視点が異なります。

試作段階で重視すべき点

• 要求機能を満たせるかどうかの検証
• 加工性の確認（切削加工での試作が可能か）
• 評価試験での性能確認

量産段階で重視すべき点

• 成形性と品質安定性
• 材料の安定調達（供給量・リードタイム）
• コスト競争力
• ロットごとのばらつき管理

試作では少量のため問題にならなかった材料が、量産では安定調達できない、成形条件がシビアで歩留まりが悪い、といった状況は実際にあり得ます。試作段階から量産を意識した材料選定を行うことが、開発全体の効率を高めます。

相談時に整理しておきたい情報

材料選定について加工メーカーに相談する際は、以下の情報を整理しておくとスムーズです。

• 部品の用途と使用環境の概要
• 重視する性能の優先順位
• コスト・納期の目標感
• 量産の見込み（数量・時期）
• これまでに検討した材料候補があればその情報
• 採用実績のある材料があればその理由

すべてが確定していなくても問題ありません。「こういう条件で使いたいが、材料が決まらない」という段階でのご相談も歓迎です。

まとめ

試作時だけでなく量産まで見据えた視点で材料を選定することが、後工程のトラブル防止と開発効率の向上につながります。

土田化学では、用途や要求性能に応じた樹脂材料のご提案から、試作・評価・量産まで一貫してサポートしております。材料選定でお悩みの際は、お気軽にご相談ください。