透明PMMA・PCの光学部品を、澄んだまま量産する
透明部品は、ウェルドラインやシルバー筋、曇りといった欠陥がすべて透けて見えるため、普通の成形より一段多い管理が要ります。当社は金型を切る前に流動解析で合わせ目を部品端へ追いやり、材料の除湿乾燥、高温の金型、SPI A2 までの鏡面研磨を徹底します。PMMA・PC・PETG・COC からレンズ、導光板、表示窓をつくり、透過率は 3mm 板で 92% 前後。合否の境は量産前に取り交わす限度見本で書面に定め、実測値は検査成績書に添えてお渡しします。中国の工場で材料準備から検査まで一貫対応します。
無料相談92%
光線透過率
±0.02mm
寸法公差
SPI A2
金型研磨
3～4週間
光学試作納期
材料
| グレード | 特性 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| PMMA（アクリル） | 透過率 92～93% と、汎用樹脂でもっとも澄んでいます。表面が硬く傷に強く、耐候性にも優れます。その反面 PC に比べると割れやすく、80～100°C で 2～4 時間の十分な乾燥と高めの金型温度が欠かせません。 | レンズ、導光板、ディスプレイ窓、化粧品容器、看板、光学用ディフューザー |
| PC（ポリカーボネート・光学グレード） | 透過率 87～89%。衝撃にはきわめて強く、使用温度は 120°C まで対応します。吸湿しやすいため含水率を 0.02% 未満まで落とさないと加水分解で分子鎖が劣化し、PMMA より成形条件の許容幅が狭くなります。 | 耐衝撃窓、防護シールド、車載レンズ、LED カバー、医療機器の覗き窓 |
| GPPS／HIPS（透明ポリスチレン） | 透過率 88～90%、安価で成形しやすく、透明度も高い材料です。ただし割れやすく耐候性が乏しいため、屋内用途や寿命の短い製品、コストを優先する透明部品に向きます。 | 展示ケース、化粧品容器、透明トレー、文具、サンプル容器 |
| PETG／PET（透明） | 高い透明性に加え、PMMA より耐薬品性と粘りに優れ、食品接触対応の FDA グレードも用意できます。収縮は PMMA より大きめです。ボトル用途には PET のプリフォームグレードが標準です。 | ボトル、容器、医療用包装、食品に触れる透明部品、ディスプレイ部品 |
| TPU（透明グレード） | 透明性と弾性、耐摩耗性を兼ね備えた熱可塑性ポリウレタンです。紫外線安定剤を入れないと黄変しますが、ABS や PC の基材によく密着します。 | 透明オーバーモールド、保護カバー、可撓性の窓、ウェアラブルのバンド |
| COC／COP（環状オレフィン） | 複屈折がきわめて小さく耐熱性の高い光学用樹脂で、光の歪みが問題になる部位に使います。価格は高めですので、案件ごとにお見積りします。 | 精密光学部品、医療診断部品、レンズアレイ |
加工パラメータ
| パラメータ | 標準範囲 |
|---|---|
| 光線透過率（3mm 板） | PMMA 92～93%、PC 87～89%、GPPS 88～90% |
| ヘイズ（光学グレード） | PMMA ≤1%、PC 光学グレード ≤2% |
| 寸法公差 | 標準 ±0.02mm、重要箇所 ±0.01mm |
| 肉厚範囲 | 0.8～4mm。数値より均一さが決め手になります |
| 金型温度（PMMA） | 80～100°C。流れと光沢のため高温が必須です |
| 金型温度（PC） | グレードと形状により 80～120°C |
| 材料の乾燥条件 | PMMA 80～100°C で 2～4 時間、PC 120°C で 3～4 時間（含水率 0.02% 未満） |
| 金型の表面仕上げ | 標準 SPI A2（#6000 ダイヤモンド研磨）、光学面は SPI A1 |
| 最大部品寸法 | 400 × 300mm（型締力による） |
| 試作金型の納期 | 単キャビティ研磨型 3～4週間、量産型 5～6週間 |
表面処理
鏡面研磨（SPI A2／A1）
キャビティを SPI A2（Ra ≤0.012μm）または光学グレードの A1 までダイヤモンド研磨します。成形面は後加工なしで使え、研磨の度合いがそのまま透明度と光沢を決めます。金型に残った傷は、すべての部品へ写ります。
蒸気研磨（成形後）
薬品の蒸気で PMMA・PC の切削面やシボ面をならし、切断した縁や追加工した箇所の透明度を取り戻します。試作や、成形後に穴・ねじを足す部品に向く処理です。
反射防止・ハードコート
AR コートは面ごとの反射を約 4% から 1% 未満へ抑えます。ハードコートは PMMA の窓に耐傷性を足します。いずれも成形後、清浄に保った研磨面へ認定コート業者が施工します。
防曇・UV 処理
湿度の高い場所で使う窓やシールドには防曇コートを施します。屋外で無コートの PMMA が細かい割れや黄変を起こすような用途には、紫外線安定化グレードや UV カットコートを選びます。
シボ・つや消し
光を拡散させるマットやすりガラス風のシボを、面に直接成形します。LED カバーや表示窓、目隠しパネルに使われ、研磨の代わりに指紋や細かな傷を目立たなくします。
印刷・蒸着
透明部品へパッド印刷、スクリーン印刷、真空蒸着でロゴや目盛り、反射ベゼルを入れます。PMMA・PC に密着するよう調合したインクを使い、硬化後に密着と摩耗を試験します。
製造設計（DFM）
- 肉厚は均一に指定してください。光学部品は厚みの変化に敏感で、収縮差がレンズの歪みとなり、窓では波打ち、レンズでは焦点のずれとして現れます。
- ウェルドラインが光学ゾーンを横切らないよう、ゲートと流れを設計します。合わせ目は光を散乱し、透明材では必ず見えます。ゲートは部品の端に置き、レンズの中央には決して配置しません。
- 研磨した光学面には 1.5～3° の抜き勾配を確保してください。鏡面仕上げの金型は離型に抵抗し、レンズ面に付いた引きずり傷は手直しが効かず、そのまま廃棄になります。
- 深い絞りと高研磨は両立しにくい組み合わせです。工具が届く範囲に限って SPI A2 まで磨けるため、複雑な光学形状は、単純な部品同士を合わせる構成に分けます。
- リブやボスは肉厚の 60% 以下に抑え、数も絞ってください。太いリブは透明材にヒケを透かし、光学面を歪ませます。
- 光学キャビティには離型剤を一切触らせません。シリコーンが移行すると細かい割れや密着不良の原因になるため、金型の手入れは乾式の清掃だけで行います。
- 材料の乾燥は生産計画に必ず組み込んでください。乾燥不足の PMMA はシルバー筋を出し、PC は加水分解します。どちらもゲートでは見えず、完成品で初めてはっきり現れます。
- パーティング面と流れの末端には、十分なガス抜きを回してください。透明部品に閉じ込めた空気は焼けやシルバー筋となり、透明度を損ないます。
- 導光板なら、光を取り出すプリズム・ドット・V カットを金型側に彫り込みます。鋼材を削る前に全反射の形状を当方で確認します。
- 図面には、どの面が機能する光学面で、どの面が見えない構造部かを明示してください。検査範囲と欠陥の合否基準を、お客様の意図に合わせて定めるためです。試作の初品は限度見本とともにお送りします。
金型と生産能力
| タイプ | リードタイム | 適用場面 |
|---|---|---|
| 単キャビティの研磨試作金型 | 3～4週間 | 光学試作とパイロット生産に使います。SPI A2 まで磨き、量産金型を起こす前に形状と光学性能を確かめられます。 |
| 多数個取りの量産金型（ホットランナー） | 5～6週間 | レンズ、窓、カバーの量産向けです。シーケンシャルバルブゲートで、キャビティごとに充填とウェルドラインの位置を制御します。 |
| 光学部品用の金型 | 5～7週間 | 研磨またはダイヤモンド旋削の入れ子を使い、導光板、レンズアレイ、精密光学部品を成形します。 |
| オーバーモールド用の透明基材金型 | 4～6週間 | 透明性とソフトタッチ機能を両立させるため、PC・PMMA の透明基材にエラストマーを重ねる案件に使います。 |
品質保証
- 全ロットの光学検査：バックライトと暗視野の照明下で、ウェルドライン、流れ痕、シルバー筋、気泡、異物を、承認済みの限度見本と照らして等級分けします。
- 材料ロットごとの基準部品について、分光光度計で光線透過率を実測します。
- 拡散性や透明性の指定がある場合は、ヘイズを測定します。
- 傷・ヒケ・流れ痕の基準をまとめた欠陥カタログに沿って面質を判定します。基準はサンプル承認の時点で取り決めます。
- 取付部の寸法検査（三次元測定機）。透明部品は光学面で位置が決まることが多く、公差は取付形状側が受け持ちます。
- 量産解放前に金型の研磨等級を確認し、摩耗を見越した規定ショット数ごとに再点検します。
- 乾燥管理の徹底：ロットごとに露点と乾燥時間を記録し、乾燥材料のホッパーは必ず覆います。
- 応力による歪みが問題になるレンズや偏光用途では、複屈折を調べます。
- コート面・印刷面の密着と硬化の確認（クロスカットテープ試験、摩擦摩耗試験）。
- ロットの追跡：材料ロット、乾燥記録、金型番号、ショット数を保管します。透過率とヘイズの実測値は日本語で記した検査成績書に添え、出荷後のお問い合わせにも遡ってお答えします。
アプリケーション
- 照明：LED レンズ、導光板、ディフューザー、カバー、街路灯・車載ランプの部品
- 表示・計装：覗き窓、タッチパネルカバー、計器の文字盤、画面保護カバー
- 民生電子：透明ハウジング、カメラ窓、スピーカーグリル、ウェアラブルのレンズ
- 医療機器：液路の覗き窓、検体ビューア、診断機器のカバー、滅菌バリア
- 自動車：信号灯レンズ、センサー窓、内装トリムのレンズ、ヘッドランプ部品
- 安全装備：フェイスシールド、ゴーグル、機械の防護カバー、保護窓
- 包装：化粧品ジャー、透明ケース、高級容器、サンプル展示台
- 産業機器：サイトグラス、液面計、流路の覗き窓、機械カバー
FHY Precisionを選ぶ理由
透明成形に特有の四点を守ります。材料の除湿乾燥、高めの金型温度、シリコーンを使わない金型整備、そしてガス抜きを効かせた研磨金型です。ここが通常成形との分かれ目になります。
ウェルドラインは設計で追いやります。透明部品ごとにゲートと流れを解析し、合わせ目が光学ゾーンではなく部品の端に来るようにします。
研磨を社内で完結：SPI A2 のダイヤモンド研磨を標準とし、量産中も研磨等級の確認と再点検の日程を組みます。
PMMA と PC の両方に通じています。澄み度と耐傷性を取るか、耐衝撃性を取るか、用途に合わせてどちらが要るかを正直にご案内します。
透明度は数値で判断します。分光光度計による透過率・ヘイズの測定、バックライト検査台、取り決めた欠陥カタログを揃え、目視だけで「澄んでいる」とは言いません。
量産前に限度見本をご承認いただきます。傷・ヒケ・流れ痕の境をお客様と先に決め、「どこまでなら良品か」を書面で一度定義します。
成形後の選択肢も揃えます。蒸気研磨、AR・ハード・防曇コート、印刷は、当方で仕上げた面に認定業者が施工します。
光学試作が速い：単キャビティの研磨金型なら 3～4週間で実際に使える透明部品をお手元に届け、光学性能と組み付けを確かめられます。
よくある質問
1. PMMA とポリカーボネートは、どちらを選ぶべきですか。
澄み度と表面の硬さが優先なら PMMA（アクリル）です。透過率 92～93%、傷に強く、耐候性にも優れ、価格も抑えられます。衝撃が優先なら PC で、まず割れない強さを持ち、透過率 87～89%、使用温度は 120°C まで。ただし柔らかく、ハードコートを掛けないと傷が付きやすい面があります。実際の製品では両方を使い分けることも多く、見える部位に PMMA、力のかかる部位に PC を充てます。機能を伺ってご提案します。
2. 透明部品にウェルドラインが出るのはなぜですか。どう防ぎますか。
穴の回りを回った流れ、あるいはゲートで分かれた流れが再び合流する場所にできる線です。透明材ではそこで光が散乱し、必ず目についてしまいます。対策は流れの設計で、ゲートの位置と数をシミュレーションで選び、合流が光学ゾーンの外、部品の端で起きるようにします。形状上どうしても避けられない場合は、金型を切る前にどこへ出るかをお見せします。設計を少し変えるだけで移せることもあります。
3. 透明成形品のシルバー筋や曇りは、何が原因ですか。
シルバー筋の原因は、ほとんどが水分です。乾燥が足りない PMMA や PC が溶融先端で気化し、筋を残します。曇り（ヘイズ）は、金型温度の低さ、材料への異物混入、過大なせん断熱による劣化から来ます。当方では露点を記録した乾燥サイクル、材料ごとに確認した金型温度、そしてお客様の承認なしに再生材を混ぜないクリーンな材料管理で押さえます。
4. 透過率はどのくらい出せますか。
3mm 板で PMMA 92～93%、PC 光学グレード 87～89%、GPPS 88～90% です。完成品では肉厚と表面の状態で値が変わります。面ごとの反射で約 4% ずつ失われるため、面の多い厚い光学部品は、材料カタログの数値より低くなります。基準部品で実測し、その値を報告します。
5. 透明 ABS や透明ナイロンは成形できますか。
本当の意味で透明な ABS はありません。ABS はもともと不透明で、「透明 ABS」と呼ばれるグレードもせいぜい半透明、しかも時間とともに黄変します。透明ポリアミド（非晶質 PA12）は存在しますが、澄み度が低く湿気にも敏感です。確かな透明性が要る場合は、実績のある PMMA、PC、GPPS、PETG をご案内しています。
6. 透明光学部品の公差はどこまで出せますか。
標準で ±0.02mm、重要な取付・位置決め部は ±0.01mm です。ただし光学性能は寸法だけでなく肉厚の均一さにも左右されます。寸法が公差内でも、肉厚が変動すればレンズは歪みます。流動解析と金型設計で厚みを管理し、重要な光学部品は切断サンプルで確かめます。
7. 反射防止コートやハードコートにも対応しますか。
はい、認定したコート業者を通じて対応します。AR コートは面あたりの反射を約 4% から 1% 未満へ下げ、ディスプレイ、シールド、面の多い光学部品に効果があります。ハードコートは PC の窓に耐傷性を戻します。当方で研磨・清浄に仕上げた面へ施工し、仕上がりの密着と摩耗を試験します。
8. 透明部品の欠陥は、どのように検査しますか。
全ロットを、量産前にお客様にご承認いただいた限度見本と照らし、バックライトと暗視野の照明下で検査します。傷、ヒケ、流れ痕、気泡、異物、ウェルドライン、変色を欠陥カタログにまとめ、それぞれ良・不良の境を先に取り決めます。透過率とヘイズは基準部品で機器にかけ、目視だけでは判定しません。
9. 成形後に透明部品を追加工できますか。
できます。PMMA も PC も切削性がよく、仕上げに蒸気研磨を掛ければ切断面の透明度が戻ります。試作や、成形後に穴・ねじを足す部品では一般的な手順です。追加工部は ±0.05mm で指定し、光学品質を保つため手を付けない面を図面に明記します。
10. 透明成形品の最小ロットはどのくらいですか。
量産は鋼金型で通常 1,000 個からです。単キャビティの研磨試作金型なら 3～4週間で 50～100 個のパイロット生産ができ、光学検証、展示会、初期の顧客サンプルに役立ちます。パイロットと量産の両方を並べて見積もります。お支払いと納品の条件はご発注時に別途取り決め、DAP もしくは DDP でのお渡しに対応します。輸出に伴う原産地証明と通関書類は当方で揃えます。
11. 導光板はどのように扱いますか。
導光板は全反射を利用する部品です。光を取り出すプリズム・ドット・V カットの形と、光が入る端面の仕上げが輝度の均一さを決めます。金型前に光学形状を確認し、入射端面を光学等級まで磨き、材料の乾燥を厳しく管理します（黄変や曇りは導光効率を落とします）。パイロット生産では輝度分布の試験結果もお出しできます。
12. 透明成形品のリードタイムは、どのくらい見込めばよいですか。
単キャビティの研磨試作金型が 3～4週間、これにトライアルと限度見本のご承認が加わります。多数個取りの量産金型は 5～6週間です。金型の解放後は、数量に応じて生産に 2～4週間を頂きます。コートや印刷は協力業者で 3～7日ほど伸びます。
13. 成形前の PC と PMMA は、どこまで乾燥させればよいですか。
かなり念入りに、です。透明部品ではわずか 0.02% の水分でもシルバー筋、気泡、曇りの原因になります。PC は 120°C で 4～6 時間、PMMA は 80～90°C で 3～4 時間が目安です。外気の湿気を戻してしまう熱風乾燥機ではなく、ろ過空気を使う除湿乾燥機をお使いください。乾燥した材料は密閉ホッパーに保管し、搬送経路も定期的に清掃します。成形が止まった際は、待機中の劣化を抑えるためシリンダー温度をおおむね 160°C 未満へ下げます。
14. 透明部品には、どんな金型仕上げが要りますか。
キャビティはそのまま部品に写ります。切削痕、放電加工の肌、研磨傷まで、すべて転写されます。光学面や高い澄み度が要る面には SPI A1～A2 の鏡面研磨、キャビティ粗さ Ra 0.8μm 以下、多くの場合はさらに細かい仕上げを選びます。もっとも、研磨でゲート位置の悪さやガスの溜まりは直せません。ゲート、ガス抜き、流れの釣り合いは鋼材を削る前に設計します。見た目だけの面を必要以上に磨くのは機能に結び付かない費用ですので、どこが光学面でどこが外観面かを金型前にすり合わせます。
15. 透明部品のウェルドラインを目立たなくするには？
溶融した樹脂の先端が合流する場所にできる線で、透明部品ではとりわけ目立ちます。最も効くのはゲート設計です。ファンゲートは平らな部品に流れを広げ、ダイヤフラムゲートやリングゲートは丸い形状に合い、合流が視線や光学領域から外れるよう位置を選びます。避けられない場合は金型温度と射出速度を上げ、界面を越えた分子の拡散を促して強度と見え方を改善します。鋼材を削る前の流動解析で発生位置を予測し、意図的に動かせます。
16. 透明部品は成形後にアニールすべきですか。
PC では必要になることが多いです。残留応力は最初は見えなくても、後から割れを招きます。洗浄剤や薬品に触れる部品で特に起こりがちです。アニールは、たわみ温度のすぐ下（PC なら約 80°C）まで温め、厚さ 1mm あたりおおむね 1 時間かけてゆっくり冷ます処理です。その分サイクルと手間が増えますので、薬品にさらされる、組み付けで荷重が残る、現場で割れる恐れがある、といった場合に限って適用します。一律ではなく、案件ごとに要否をご提案します。