プラスチック部品断面の切断による変形

質問

プラスチック材料(ABSやPC)で、成形後に部品断面形状を測定する為に部品を切断する事があります。この際形状によっては、残留応力により断面形状が変わってしまう事はあるのでしょうか？

例えば凹の溝型部品で、両側の壁倒れ防止に壁間にリブを作ってあったとします。この部品を切断し、リブがある側と無い側にした場合、後者は断面形状が変わってしまう気がします。理由はリブによる矯正で形状が出ていたのが、リブ除去され残留応力により壁が倒れる？という理由です。

それともどのような場合も切断しても形状はかわらないのでしょうか？

成形後充分時間が経過しているものとして、アドバイスお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

程度問題はありますが、必ず『残留応力により断面形状が変わってしまう』と見て間違いないです。
樹脂成型品は薄いので、僅かな残留応力でもバランスが崩れたら変形します。切り方は縦より横に切った方が少ないでしょう。

金属でも多くが樹脂より高精度に測る必要があるのでダメ。殆ど変形は無いであろうと思われるのは、焼き固められたセラミックス、またはガラスぐらいでしょうか。

切断して形状を確認する必要がある場合は、その前に外から確認出来るリファレンス点を測定しておき、切断した前後で比較できるようする。円筒形状なら精度よく真っ二つに切る。

お礼

回答ありがとうございます。

やはり多少なりとも断面形状は変形するのですね。測定前後でリファレンス点を測定する方法もいい方法で取り入れたいと思います。

ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

箱もの成形品を電動回転鋸で切っていくとき、鋸刃に成形品が咬みついてきて鋸刃が回転ストップすることがあります。切断とともに残留ひずみが解放されて鋸刃の厚みを越えて圧縮してくるからです。押出しパイプを輪切りして、その輪を切断するとスプリングワッシャのようにオーバーラップします。そのオーバーラップした長さから残留ひずみが計算できます。
成形品の線膨張率を測定するとき、1st heatの値は残留ひずみの解放分がありますから、真の線膨張係数は2nd heat、つまりアニールされた後の値です。二次元的成形品の残留ひずみはアニールで除去できるが、三次元的成形品は拘束しあっているので残留ひずみの除去にアニールは無効。
平板状の成形品を上層から少しずつ切削して、その切削片の変形の曲率から残留ひずみを計算できる(そうです)。
いずれにしろ、拘束されている内部ひずみが切断によって解放されて、変形して応力緩和する。残留ひずみと変形量は比例する。形状と成形条件によって成形品の残留応力は決まる。

お礼

具体例と各段階での残留応力状態の解説。大変参考になりました。特に3次元形状でのアニ－ルで残留応力が除去できないというのは考えて見なかった事です。ありがとうございました。