プラスチック成形品の破損解析とその対策

わずか数円のプラスチック部品の予期せぬ破壊・変形が、高価な機器類の故障や大きな事故につながる事例が増えてきています。これはプラスチックが生活用品から機械部品、電気・電子部品へと用途の多様化が進んでいるなかで、高分子材料およびその成形品の機械的・熱的特性への理解が進んでいないことが要因と考えられます。 　より信頼性の高い製品を開発するためには、多様な成形品の破損原因を究明し、設計や成形加工条件にフィードバックしていくことが重要となります。 　本講では、まずはプラスチック材料の破壊メカニズムと、成形品のトラブル事例を学び、「なぜ壊れたのか」を製品開発に生かすための基盤的な考え方を解説します。

1. プラスチックの強度と破壊
   1. プラスチックの破損挙動
      1. クレイズとクラックとせん断降伏
      2. ぜい性破壊と延性破壊
      3. 静的な強度と疲労強度
   2. 分子量と破壊
   3. 温度・ひずみ速度と破壊
   4. 環境物質と破壊 (溶剤クラック)
2. プラスチック成形品の脆性破壊とその対策
   1. 「材料」の選択ミスが原因の破壊
   2. 「環境」が主要因の破壊
      1. 低温ぜい化
      2. 溶剤クラック
      3. 表面ぜい化 (表面劣化)
      4. 構造ぜい化 (高次構造変化)
   3. 「成形」が主要因の破壊
      1. 残留応力 (冷却、配向)
      2. 熱劣化 (可塑化劣化)
   4. 「形状」が主要因の破壊
3. 破損解析
   1. 破損解析の手順とチェックリスト
   2. フラクトグラフィー
   3. 残留応力の測定
• 質疑応答