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治具使用される代表的な12種類の素材とは?用途についても紹介

治具は、工作物や設備の位置固定、あるいはコンベア上を流れる製品の向きを矯正するといった、様々な目的で使用されます。治具の用途はシーンによって多種多様なため、目的にあった適切な素材を選定しなければなりません。

治具に使用される代表的な12種類の素材

①ステンレス

ステンレスは、クロムやニッケルを含んだ鉄の合金です。高い強度と耐食性に優れます。クロム等の含有量で種類分けされていますが、最も一般的なのはSUS304というタイプです。SUS304は、ステンレスの中でも特に錆び難いため、食品工場といった水を扱う現場で積極的に採用されています。

②アクリル樹脂

アクリル樹脂は、ガラス以上の透明度を持つ上に割れ難いのが特徴です。その性質上、ロボットといった機器のカバーなど、可視性と保護を求められるシーンで活躍します。さらに、加工がしやすく安価なため、幅広い用途での採用が可能です。一方、長期間利用すると擦り傷によって透明度が落ちる場合があります。

③アルミ合金

アルミ合金は、安価で軽量な金属です。加工が容易で様々な形状を実現できることから、試作のギアや検査装置の固定器具といった、テスト環境の構築に向いています。また、可動式ステージやそのフレームといった、軽さを生かした利用も一般的です。

④ピーク

ピーク(PEEK)は、他のプラスチック素材と比較して高い機械的強度および耐熱性のほか、耐放射線特性を持った樹脂です。その特徴から、軽量を求められる航空宇宙分野などで、金属の代用品として使用されています。一般的な樹脂素材よりも高価ですが、X線検査装置を用いる医療分野や食品分野への応用も可能です。

⑤ポリ塩化ビニル

ポリ塩化ビニルは、耐水性や耐薬品性を持った安価な樹脂です。また、耐候性が高く屋外の使用に適しているため、水道管やビニールハウスなどに使用されています。看板や農業機器といった、直射日光や風雨にさらされる治具に適切な素材です。

⑥シリコン樹脂

シリコンは、耐水性や耐熱性、加工性に優れた樹脂です。このため、形状が複雑で気密性を求められる、食品分野や医療分野などのパッキンやガスケットに用いられます。さらに、常温でも柔軟性があるため、機器や工具に取り付けることで、滑り止めとして使用することも可能です。

⑦フッ素樹脂

 

テフロンなどで知られるフッ素樹脂は、耐薬品性や絶縁性に優れた素材です。また、摩擦係数が非常に小さく、ベアリングといった機械部品に応用されることもあります。薬品のサンプリングカップや、ガスケットの素材として用いることも可能です。

⑧エービーエス樹脂

 

エービーエス(ABS)樹脂は、引っ張り強度や曲げ強度に優れた樹脂です。また、どんな色にも着色できるため、画像検査装置における機能性評価用のテストピースとしても用いることができます。ただし、熱可塑性を持っているため、高温にさらされると変形してしまう場合があります。

⑨セラミック

 

セラミックとは、無機物を焼成して製造される素材です。原料となる無機物によって異なる、様々な特性を保有します。多くの場合、耐熱性が高く割れやすいのが一般的です。工業的には、ヒーターや磁石、容器などに用いられることで知られていますが、ろ過に使用する膜としての利用法もあります。

⑩フェノール樹脂(ベークライト)

 

フェノール樹脂は、高い耐熱性と絶縁性を持った樹脂です。洋服のボタンや建築材料、電子機器や自動車の部品、古くは黒電話の素材と、幅広い用途に利用されています。治具としては、その特性を生かして電子基盤の保護カバーや、軽量化が必要な金属の代替品としての採用が可能です。また、加熱によって硬化する特徴を最大限活用し、3Dプリンタにおける造型素材としての利用も始まっています。

⑪ジュラコン

 

ジュラコン(POM)は、自己潤滑性のある樹脂です。このため、金属との摩擦係数が低く、ベアリングや軸受けとして利用されています。これを応用し、試作品ギアやコンベアを流れる製品の位置あるいは姿勢を強制するガイドの素材に適切です。ただし、燃えやすい素材のため、火を取り扱う現場の使用には不向きです。

⑫MCナイロン

 

MCナイロンは、一般的なナイロンに比べて機械的強度などが優れた樹脂です。このため、スプロケットやライナーといった金属の代替部品としても使用されています。また、こういった用途に利用した場合、その他の樹脂製品に比べて騒音を抑制する効果が期待できます。一方、吸水性が高いため、水場や湿度の高い現場では、寸法の変化が起こることに注意しなければなりません。

まとめ

治具の素材は製品の出来上がりやコストに影響します。メーカーによっても扱える素材と扱えない素材があるので注意しましょう。

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