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こんにちは!
今日は有給休暇でお休みを頂いているゆってぃです!
やったーーー!!!うほほほーーー!!!!


えへん、おほん・・・


さて、組み込みエンジニアたるもの、多少は樹脂の知識を持たなければなりません。
・・・なんて偉そうに書いていますが、ゆってぃの樹脂に関する知識はう○こレベルですが。。。

備忘録もかねて、記事にしたいと思います。

まずプラスチックは、熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂に分類できます。

熱可塑性樹脂とは、加熱することで軟化または溶解して流動性が現れ、賦形(形を作る)した後で冷却・固化させて成形品を得ることが出来ます。
再度加熱することで再び軟化し、成形加工することが出来ます。

熱硬化性樹脂とは、賦形した後に加熱を行い硬化反応(化学反応)をさせると、再度加熱を行っても溶解しない(しにくい)特徴を持ちます。

一般的な成形品では、熱可塑性樹脂を使用することが多いですね。

この熱可塑性樹脂ですが、価格や特性(力学的性質、熱的性質、化学的性質など)で、さらに汎用プラスチックエンジニアプラスチック(略してエンプラに分類できます。(エンプラの方が高価で、特性も優れています)
このエンプラも、さらに汎用エンプラスーパーエンプラに分類することが出来ます。

一般的な電化製品の成形品では、ABSという樹脂が多く使用されています。
ABSとは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの3成分からなる共重合合成樹脂です。
汎用プラとエンプラの中間に位置する材料で、多くの家電製品に採用されています。
僕の手元にあるエアコンのリモコンも、加湿空気清浄機も、目覚まし時計も、ケースはABSで作られていました。

え?なぜABSとわかるのか、ですって?
それは、ゆってぃが樹脂に対して非常に造詣が深いから
ではなく
樹脂に書いて(刻印して)あるからです(笑)

ABS.jpg
(三洋電気の空気清浄機)

もし、これから樹脂について学ぶのであれば、身の回りの家電製品を触りながら勉強すれば、より一層楽しく学習することが出来ると思いますよ。

ではなぜ、こんなにもABSが多用されているのでしょうか?
それは、ABSが(対コストで見ても)高い水準でバランスの取れた、優れた樹脂であるからです。

一般的に、樹脂の特性には
耐衝撃性・剛性・引っ張り強さといった機械的特性
耐熱性・電気的性質・耐油性・対薬品性といった熱・電気・化学的特性
加熱時の流動性・冷却時の収縮性といった成形性
そのほか、塗装やメッキ、セルフタッピングなど二次加工の容易性
などがあります。

ただ、例えば機械的特性のみを見てみても、耐衝撃性に優れた樹脂は剛性が弱かったりと、トレードオフになっている性質もあります。
ですので、バランスを取るというのは、樹脂にとって極めて重要なことであります。

また、一口にABSと言っても、原料比率や重合度、添加物などにより特性が異なります。
耐熱性や難燃性を強化したものや、ガラス繊維を添加して剛性を強化したものなど、多くのグレードが存在するのも、ABSの特徴と言えるでしょう。

ABSをはじめ、組み込みの仕事をしていると、多くの樹脂に触れる機会があります。
ABSの他、PS(ポリスチレン)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリアセタール)などは、電化製品の外装や部品などで、よく使われるイメージがあります。
具体的な特性まで覚える必要はないと思いますが、ある程度の知識があると、きっと役に立つときが来ると思います。

外装設計者は、熱くなることが明確なヒーターなどの近くには耐熱素材を使ってくれますが、例えばGPUや無線モジュールなど高温になりやすい部品の周辺などは、場合によっては見落とされてしまう可能性があります。
ABSであれば、荷重たわみ温度は一般銘柄で80度前後です。
耐熱銘柄であれば、100℃前後まで耐えるようです。
ですので、極端な例ではありますが、応力がかかり続けるような箇所の近くに高温のデバイスが設置されていて、にも関わらず、非強化グレードのABSで成形すると、樹脂が曲がってしまう可能性が出てきます。

まぁ、通常はそのまま出荷されるなんてことは有り得ませんが、「このモジュールは最大で40度くらい温度上昇しますよ~」ということを外装設計者に伝えておくと、それを考えた設計をしてくれるはずです。
初期試作の段階で伝えて置けば、後々もめることがありません(笑)

化学的な知識も必要になり、若干ややこしい分野ではありますが、一緒に頑張っていきましょう!
(3Dプリンタを使う上でも、きっと役にたつ(?)はず・・・)

最後までお読みいただいてありがとうございました!
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プロフィール

ゆってぃ

Author:ゆってぃ
経歴7年の組み込み系・制御系エンジニアです。
("ど素人"という文言は取りました…笑)
ソフトウェア開発経験ゼロの状態から、なんとか実務がこなせるようになってきた現在に至るまでの経験を、備忘録代わりに綴っていきたいと思います。
入門者の方、大歓迎!
(上級者の方、ごめんなさい…)

あと、ブログには全然関係ないですが、Bumpy Headというバンドのギターをやっています。
ライブ情報なんかも書いたりすることがあるので、その時に「行ってもいいよ~」といった感じのコメントを戴けると、泣いて喜びます(泣)
ブログ読んでくださってる方なら、チケット代サービスしちゃいます!

最後に…滅多に流用することは無いでしょうが、このブログに書かれているソースは、特に指定の無い限りMITライセンスとします。ただし、一部それ以外のものもございますのでご注意下さい。
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