ウレタン合成木材(高機能ケミカルウッド)『サンモジュール』

製品デザイン、試作、生産の各プロセスで活躍する
ウレタン合成木材(高機能ケミカルウッド)

三洋化成のウレタン合成木材(高機能ケミカルウッド)
『サンモジュール』はここがすごい

サンモジュールは製品開発プロセス(デザイン、試作、少量生産)で製作される各種のモデルや型を作るための高機能ケミカルウッド(ウレタン合成木材)です。

1

ち密さ、均一性、切削性に優れる高機能ケミカルウッド

メカニカルフロス法の採用により、微細で均一な気泡を有する高機能ケミカルウッドを製造可能です。
下の電子顕微鏡写真が示すとおり、サンモジュール TW-Eは、非常にきめが細かいので、きれいな切削面が得られます。

2

帯電防止グレードのラインナップ

NC工作機械や作業者に切削粉が付着しにくい帯電防止性を付与したタイプの品種もラインナップしています。
(サンモジュールMH-E、MS-E、7K-E、TW-Eシリーズ)

3

各用途に応じた性能を有する品種とサイズをラインナップ

サンモジュールの品種毎に軽さ、強さ、耐熱性、寸法安定性、切削粉の低飛散性など、それぞれの用途に適した性能を付与しています。
材料ロスや接着作業が低減できるように、サンモジュールの品種毎に種々のサイズを取りそろえています。

高機能ケミカルウッド『サンモジュール』採用事例

サンモジュールシリーズは製品開発の各プロセスで使用されているウレタン合成木材(高機能ケミカルウッド)です。

サンモジュールを用いたタイヤ金型モデル
[写真提供:NGKファインモールド株式会社様]



サンモジュールを用いた検査治具
[写真提供:株式会社テクニカルモデル様]


サンモジュール TW-Eを用いた精密加工モデル
[写真提供:株式会社テクニカルモデル様]


 デザインモデルのイメージ(コンセプトカー)

製品開発のデザイン、試作、量産の各過程に適応した高機能ケミカルウッドの品種をラインナップしています。

1

企画

コンセプトの立案や CADデザインを行います。

2

デザイン

モデル・型の種類: デザインモデル(モックアップモデル、 スタイリングモデル、 捨て型)

ケミカルウッドに求められる特性: 軽さ、きめの細かさ、手加工性や機械切削性の良さ

 
適応サンモジュールグレード
・ MH-E (軽量グレード 帯電防止性あり。低密度の割にきめが細かく塗装工程の簡略化が可能)
・ LC-M (軽量グレード 寸法安定性や耐熱性に優れ、加工性も良好)
・ MS-E (きめが細かく、強度、寸法安定性を兼ね備える。帯電防止性あり。加工性良好)
・ MDX-M (きめが細かく、切削性に優れているため、滑らかな表面の美しいモデルの作成が可能)

3

試作

モデル・型の種類: マスターモデル(鋳造モデル、真空成形型)

ケミカルウッドに求められる特性: ち密さ、精度、強度、機械切削性のよさ

適応サンモジュールグレード
・NO7K-E (汎用グレード。帯電防止性あり。バランスのとれた性能)
・TW-E (汎用グレード。帯電防止あり。汎用グレードの中ではち密で高強度。寸法安定性良好)
・VM (高密度で非常にち密。透明性を要求される真空成形型向き)
・NV (高密度の割に手加工性や機械切削性が良好)

4

量産

モデル・型の種類: 検査治具、 耐熱成形型

ケミカルウッドに求められる特性: 
高精度、高強度、高硬度、高耐熱性

適応サンモジュールグレード
 ・TW-E(汎用グレード。帯電防止あり。汎用グレードの中ではち密で高強度。寸法安定性良好)
 ・NZ-M(特に高い精度、耐熱性を有し、寸法安定性に優れる。)
 ・HD-M(高硬度でち密。曲げ強さ、衝撃強さに優れる。)
 ・NV(高密度の割に手加工性や機械切削性が良好)

なぜモデル・試作型にはサンモジュールが適しているのか?

ウレタン製合成木材(ケミカルウッド)について

ケミカルウッド(合成木材)は木材と比較して切削加工がしやすく、寸法安定性や強度に優れることから自動車のエンジンや部品の試作型として広く使用されております。なかでも加工しやすく、設計自由度が高いウレタン製のケミカルウッドがモデル・試作型の主流となっております。

ウレタンはポリオールとイソシアネートの反応によって生成されますが、ここに水を少量入れておくと、水とイソシアネートの反応により炭酸ガスが発生し、この炭酸ガスによる気泡の量を調整することにより、所望する密度のウレタンフォームを製造する「水発泡法」が一般的な硬質ウレタンフォームの製造方法として知られています。

『サンモジュール』独自製法その1 メカニカルフロス法

当社の『サンモジュール』はメカニカルフロス法という発泡方法を採用している高機能ケミカルウッドです。これは、液状のポリオール成分とイソシアネート成分の混合時に、窒素などの不活性ガスを吹き込み激しく撹拌することで強制的に混合液中に微細で均一なセルを作る方法です。混合液はウレタン化反応により硬化し、数μm~数十μmといった微細気泡を持つウレタン樹脂となります。密度は注入するガスの量で細かく制御することが可能であり、これが『サンモジュール』と他社のケミカルウッド製品で物性が大きく異なる理由となります。

使用されるポリオールやイソシアネート、フィラー(充填剤)によって特長が異なるものの、合成木材の物性を左右する一番の要因は密度です。『サンモジュール』は、均一で微細なセルを有しながら、最低0.35g/cm3から最大1.13g/cm3までの密度の製品をそろえております。

『サンモジュール』独自製法その2 連続注型法

一般のケミカルウッドの金型に注型し1枚1バッチにて成形いたします。この方法を用いた際の懸念点として、金型内の部位やバッチ違いで密度等の物性が不均一となりやすいことが挙げられます。

これに対し、サンモジュールでは均質構造を実現する独自製法として連続注型法を採用しています。この方法はメカニカルフロス法によってミキシングした混合成分の注型、硬化、切断を連続プロセスにて行うことにより、1バッチあたりの生産枚数が多く品質を安定化させることができます。

サンモジュール連続注型法の概念図

サンモジュールは、独自製法【メカニカルフロス法+連続注型法】により、
高機能(キメ細かく均一な)ケミカルウッドを実現しています。

高機能ケミカルウッド
『サンモジュールシリーズ』の代表機能

高機能ケミカルウッド『サンモジュールシリーズ』はウレタンの組成設計および当社独自製法(メカニカルフロス法、連続注型法)により、各用途向けツーリングマテリアルとして使いやすい機能を有するラインナップを取り揃えております。以下に代表機能をご紹介いたします。

1

切削性(密度)

図 サンモジュールの密度と切削抵抗

サンモジュールの切削性は密度と相関があります。求める切削速度とその他物性のバランスより、最適な品番をお選び下さい。

2

きめ細かさ(表面粗度)

図 サンモジュールの密度と表面粗度(Ra)

メカニカルフロス法の採用およびウレタン組成設計の最適化により、表面粗度Raが他社ケミカルウッドと比較して小さく、サンドペーパーがけや塗装前の下地処理工程時間短縮化に貢献いたします。

3

耐熱性・強度

図 サンモジュールの密度と熱変形温度

サンモジュール
を樹脂型として用いた真空成型においては、数回の試作用とはいえ成形する樹脂からの熱により、表面が数秒間熱せられることと、圧縮力が型にかかることから、成型条件に耐えうる耐熱性、強度を有するラインナップを選定する必要があります。

4

帯電防止性

図 サンモジュールTW-EとTWの切り子の帯電量変化

サンモジュールTW-EはサンモジュールTWの機械的物性を保持したまま、帯電防止性を持たせたグレードです。
サンモジュール切削時に発生する切り粉が工作機や作業者にしつこく付着しないため作業環境のクリーン化や静電気トラブル防止を図ることが出来ます。

5

寸法安定性

型は温度変化や真空成型中に寸法が大きく変化しないことが求められます。

・サンモジュールには寸法安定性向上のためフィラーを添加しています。

・メカニカルフロス法により、ケミカルウッド中の気泡が均一に分散しているため、全体的に等しく線膨張係数が小さくなる傾向にあります。

6

刃物摩耗性


サンモジュール TW-Eは無機フィラーに滑性のある材料を使用し、ドリル刃への負担、摩擦熱の発生を低減させる設計としています。

高機能ケミカルウッド『サンモジュールシリーズ』の主要ラインナップ

主要ラインナップの用途・特長一覧

商品名 用途 特長 密度(25℃)
g/cm3
JIS K7222
硬さ
ショアD
ASTMD2240
サンモジュール MH-E

スタイリングモデル
デザインモデル

軽量。帯電防止性を有する。
低密度の割にきめが細かく塗装工程を簡略化できる。
0.35 43
サンモジュール LC-M
モックアップモデル
捨て型
軽量。
寸法安定性および耐熱性に優れる。
手加工や機械切削性も良好。
0.40 40
サンモジュール MS-E
デザインモデル
マスターモデル
きめが細かく、切削性に優れているため、
滑らかな表面を有する美しいモデルの作成が可能。
0.45 52
サンモジュール MDX-M
デザインモデル
マスターモデル
汎用グレード。帯電防止性を有する。
バランスの取れた性能を有する。
0.58 54
サンモジュール NO7-K
鋳型モデル
マスターモデル
汎用グレード。帯電防止性を有する。
バランスの取れた性能を有する。
0.64 61
サンモジュール TW-E
鋳型モデル
マスターモデル
検査治具
汎用グレード。帯電防止性を有する。
汎用グレードの中ではち密で高強度。
寸法安定性が良好。
0.75 64
サンモジュール VM
真空成型型
マスターモデル
高密度で非常にち密。
透明性を要求される真空成型型に向いている。
0.80 64
サンモジュール NZ-M
検査治具
耐熱成形型
特に高い精度。耐熱性を有し、寸法安定性に優れる。 0.90 80
サンモジュール HD-M
鋳型モデル
マスターモデル
検査治具
高硬度でち密。
曲げ強さ、衝撃強さに優れる。
1.10 81
サンモジュール NV
鋳型モデル
マスターモデル
検査治具
高密度の割に手加工や機械切削性が良好。 1.13 74

サンモジュール主要ラインナップの物性値一覧

グレード 密度(25℃)
g/cm3
硬さ
ショアD
曲げ
強さ
MPa
衝撃
強さ
kJ/m2
線膨張
係数
-1
熱変形
温度
表面
粗度
(Ra)
μm
切削
抵抗
N
刃物
摩耗量
JIS
K7222
ASTM
D2240
JIS K6911 JIS K6911 TMA法 JIS K6911 弊社法*1 弊社法*2 弊社法*3
MH-E 0.35 43 7.4 2.4 54×10-6 54 11 35 0.9
LC-M 0.40 40 10.0 1,9 47×10-6 80 13 35 0.9
MS-E 0.45 52 13.6 4.3 58×10-6 65 8 64 0.9
MDX-M 0.58 54 17.0 5.0 50×10-6 85 8 70 1.0
NO7-K 0.64 61 26.5 7.5 60×10-6 90 7 98 0.7
TW-E 0.75 64 25.0 5.7 47×10-6 95 4 80 1.0
VM 0.80 64 25.0 6.0 50×10-6 85 3 90 1.0
NZ-M 0.90 80 46.0 5.5 29×10-6 140 3 150 4.5
HD-M 1.10 81 58.0 11.0 53×10-6 100 3 169 1.5
NV 1.13 74 32.0 8.0 52×10-6 93 3 150 0.8

*1 ㈱岩間工業所製NC工作機械を用いて切削したケミカルウッド試料の切削面について、㈱キーエンス製非接触三次元表面粗さ計にて測定
(試料表面の凹凸の絶対値を平均した値)。

*2  4成分動力計を用い、NC工作機械(直径16mm超硬スロアウェイチップ1枚刃使用、回転数5,000rpm、送り速度2,000mm/min)で、
切り込み深さ3mmにてケミカルウッド切削中の抵抗を測定。

*3 NC工作機械(直径10mmハイス直刃使用、回転数10,000rpm、送り速度100mm/min、移動量1mm)で切り込み深さ3mmにて10m
のケミカルウッド連続切削を行った後、刃先の摩耗を実体顕微鏡(50倍)で測定。

高機能ケミカルウッド『サンモジュール』用推奨接着剤

サンモジュール MH-E、LC-M
・シアノン D-60     高圧ガス工業(株)製
・ペガロック NC-700   高圧ガス工業(株)製

サンモジュール MS-E、MDX-M、NO7K-E、TW-E、VM
・サンモジュール AD-221   三洋化成工業(株)製
・シアノン D-60       高圧ガス工業(株)製
・ペガロック NC-501     高圧ガス工業(株)製

サンモジュール NZ-M、HD-M、NV
・シアノン D-60      高圧ガス工業(株)製
・ペガロック NC-501    高圧ガス工業(株)製

サイズおよび荷姿

サンモジュールシリーズの品番毎のサイズと荷姿を下表に示します。

サンモジュール品番 サイズ ㎜ 荷姿
MH-5E 1500×500× 50 2枚入/箱
MH-10E 1500×500×100 1枚入/箱
MH-15E 1500×500×150 1枚入/箱
LC-5M 1500×500× 50 2枚入/箱
LC-10M 1500×500×100 1枚入/箱
LC-15M 1500×500×150 1枚入/箱
LC-20M 1500×500×200 1枚入/箱
MS-3E 1500×500× 30 2枚入/箱
MS-5E 1500×500× 50 2枚入/箱
MS-8E 1500×500× 80 1枚入/箱
MS-10E 1500×500×100 1枚入/箱
MDX-25M 1500×500× 25 4枚入/箱
MDX-5M 1500×500× 50 2枚入/箱
MDX-75M 1500×500× 75 1枚入/箱
MDX-10M 1500×500×100 1枚入/箱
MDX-15M 1500×500×150 1枚入/箱
NO7K-2E 1000×500× 20 4枚入/箱
NO7K-3E 1500×500× 30 2枚入/箱
NO7K-5E 1500×500× 50 2枚入/箱
NO7K-10E 1500×500×100 1枚入/箱
TW-3E 1500×500× 30 2枚入/箱
TW-5E 1500×500× 50 2枚入/箱
TW-8E 1500×500× 80 1枚入/箱
TW-10E 1500×500×100 1枚入/箱
TW-15E 1000×500×150 1枚入/箱
VM-1505F 1500×500× 50 1枚入/箱
VM-8 1500×500× 80 1枚入/箱
NZ-3M 1000×500× 30 2枚入/箱
NZ-5M 1000×500× 50 1枚入/箱
HD-3M 1000×500× 30 2枚入/箱
HD-5M 1000×500× 50 1枚入/箱
NV-1003 1000×500× 30 2枚入/箱
NV-1005 1000×500× 50 1枚入/箱
NV-1010 1000×500×100 1枚入/箱

『高機能ケミカルウッド』サンモジュールシリーズを用いた
モデル製作工程例

1

切断

バンドソーなどを用いてケミカルウッドをラフなモデル形状に切断します。

2

張り合わせ

所定厚みのモデルが得られるように、必要に応じてサンモジュールを接着剤にて複数枚張り合わせます。

3

切削加工

NC工作機械を用いて粗加工、中加工、仕上げの順に条件を変えてケミカルウッドを切削します。

4

手加工仕上げ

切削加工後のケミカルウッドに対して、
必要に応じてヤスリやサンドペーパーなどを用いて仕上げます。

5

塗装(⇒完成)

必要に応じて塗装仕上げを行います。

木工用NC工作機械での高機能ケミカルウッドの切削加工条件例

①ハイス鋼ボールエンドミル使用時の切削加工条件例

商品名 カッター名 工程 カッター
直径
mm
カッター
回転数
rpm
送り速度
㎜/min
移動量
(ピック)
切り込み
深さ

サンモジュール
MH-E、LC-M

ハイス鋼
ボールエンドミル
糊加工

20

12000 6000 15 10
中加工 20 8000 4000 5 5
仕上げ 10 6000 3000 0.8 0.5
サンモジュール
MS-E
ハイス鋼
ボールエンドミル
糊加工 20 15000 4000 15 10
中加工 20 10000 4000 5 5
仕上げ 10 7000 3000 0.8 0.5
サンモジュール
MDX-M、NO7-K
ハイス鋼
ボールエンドミル
糊加工 20 16000 4000 15 10
中加工 20 10000 3000 5 5
仕上げ 10 7000 3000 0.8 0.5

②超硬ボールエンドミル使用時の切削加工条件例

商品名 カッター名 工程 カッター
直径
mm
カッター
回転数
rpm
送り速度
㎜/min
移動量
(ピック)
切り込み
深さ
サンモジュール
TW-E、VM
超鋼
ボールエンドミル

糊加工

20 16000 3500 15 10
中加工 20 10000 2000 5 5
仕上げ 10 8000 2000 0.8 0.5
サンモジュール
NZ-M、HD-M、NV
超鋼
ボールエンドミル
糊加工 16 4000 2000 15 10
中加工 12 4000 2500 5 5
仕上げ 8 4000 2500 0.8 0.5

技術・用途トピックス

関連製品

永久帯電防止剤(汎用)ペレスタット製品紹介ページはこちら

ケミスタット製品紹介ページはこちら

三洋化成コーポレートサイト製品情報へのリンク

製品検索TOP

技術・用途トピックス

  • 帯電防止剤

静電気・帯電防止剤入門