金属から樹脂へ［POM編］：静音・精密・高寸法安定性を兼ね備えた「次世代機構素材」

ものづくりの現場ではいま、「金属から樹脂へ」という転換が静かに、しかし確実に進んでいます。
軽量化、防錆、薬品耐性、静音化――。これまで金属でなければ成立しなかった構造や装置も、機能性プラスチックの進化によって、新しい設計の自由度を手にしつつあります。

フジワラケミカルエンジニアリングでは、PP（ポリプロピレン）・POM（ポリアセタール）・MCナイロン・UHMW-PE・PEEK・PVDFといった代表的なエンジニアリングプラスチックを中心に、「金属構造をどう樹脂化するか」という視点から、設計段階での素材選定支援と加工提案を行っています。

本コラム「金属から樹脂へ」シリーズでは、金属の代替として注目される6種類の機能性樹脂を取り上げ、それぞれの特長・設計上の考え方・実際の導入効果を紹介していきます。
素材ごとの「強み」と「設計思想の違い」を知ることで、現場に合った最適な置換設計を見極めるためのヒントをお伝えします。

シリーズ第2回は、POM（ポリアセタール）。
「軽くて強く、しかも滑る」POMは、精密部品・摺動部・治具などで活躍する「次世代機構素材」です。

精密部品における素材の再考

これまで治具や摺動部、精密機構部品の多くは、鉄・アルミ・ステンレス（SUS）で作られてきました。
それは「強く、精度が出る」という確かな理由があったからです。
しかし、製造現場の要望はここ数年で確実に変化しています。

たとえば――

• 部品を軽くして扱いやすくしたい
• 油を使わずに清潔で静かな機構にしたい
• 錆びや摩耗を減らして長寿命化したい

そうしたニーズに応える素材として注目されているのがPOM（ポリアセタール）です。
見た目は白や黒の樹脂板ですが、分子構造は金属的で高剛性。
「軽くて強い、動く樹脂」として、機構部品や自動化設備で広く使われています。

フジワラケミカルエンジニアリング正式基準によるコスト比較

金属から樹脂へ置き換える際に最も重要なのは、同じ剛性を保った状態でどの程度軽く・安く・扱いやすくできるかという点です。
POM（ポリアセタール）は、機構部や摺動部などで精度と強度の両立が求められる場面でも、現実的なコストバランスを維持できる素材として注目されています。

当社では「鉄1mm厚＝1.0基準」で、実際の仕入単価・比重・剛性補正をもとに比較を行いました。
結果として、POMは約4mm厚で鉄と同等の剛性を確保でき、重量は0.72倍・実質コスト比0.79（約20％安）という良好な結果が得られています。

材料	比重	必要厚み	重量比（鉄=1）	樹脂単価（鉄=1）	実質コスト比	コスト評価
鉄（基準）	7.8	1mm	1.00	1.0	1.0	―
SUS304	7.9	1mm	1.00	3.0	3.0	高価（約3倍）
アルミ（A5052）	2.7	2mm	0.69	2.0	1.38	やや高い（約1.4倍）
POM（ポリアセタール）	1.41	4mm	0.72	1.1	0.79	やや安い（約20％安）

この比較からも、POMは鉄より約30％軽く、約20％安く、しかも錆びない構造材であることが分かります。
切削・加工性にも優れ、強度・寸法安定性・静音性を兼ね備えた実用素材として、治具・摺動ブロック・軽量構造部品などの樹脂化に最適です。

POMの特長：「動く樹脂」としての実力

POMは、軽さと強さを兼ね備えた素材でありながら、「動く機構」に適した性質を持つ点に真価があります。
以下の3つの特長が、POMを「金属の代替」として成立させている理由です。

① 高剛性で、金属に近い安定感

POMはヤング率が約3GPaと高く、曲げやねじれに強い「硬質樹脂」です。
剛性と寸法安定性に優れ、治具・摺動部・構造プレートなどにも安心して使えます。
精度を保ちながら軽量化できる点が、機構部品や支持プレートでの採用を後押ししています。

② 潤滑なしで滑る、自己潤滑性

POMの最大の特長は「無潤滑でも滑らかに動く」こと。
摺動面に油を使わずとも、分子構造のなめらかさによって長期間安定した動作を維持します。
食品・医療・半導体など、油を避けたいクリーンな環境に最適です。

鉄が「油で動く」素材なら、POMは「自分で滑る」素材。
潤滑剤を使わないことでメンテナンス回数が減り、摺動部品の寿命を延ばすことにもつながります。
装置全体のクリーン化や省メンテナンス化を目指す設計において、非常に有効な選択肢です。

③ 高精度切削と美しい仕上げ

POMは切削性が非常に良く、旋盤やフライス加工で鏡面に近い滑らかな仕上がりを得られます。
反りや収縮が少なく、±0.05mmクラスの寸法精度も安定して出せるため、高精度治具や摺動ブロックなど、外観と性能の両立が求められる部品に最適です。

これら3つの特長によって、POMは軽く・強く・滑るという、金属にはない三拍子を実現しています。
その結果、精密機構の現場では「動く構造を支える素材」として、着実に採用が進んでいます。

金属との比較：「硬さ」より「使いやすさ」

POM（ポリアセタール）は、金属のような剛性を持ちながらも、樹脂ならではの軽さと精密さを兼ね備えた素材です。
ここでは、鉄・アルミ・SUSとの比較を通して、POMの実用性を整理します。

比較項目	鉄	アルミ	SUS	POM
重量	1.00	0.69	1.00	0.72
コスト	1.00	1.38	3.00	0.79
耐薬品性	×	△	〇	△（中性環境向き）
防錆性	要塗装	錆びにくい	錆びにくい	錆びない
加工性	切削・溶接	切削	難しい	非常に良好（切削向き）
静音性	△	〇	〇	◎（無潤滑・静音）

この比較から見えてくるのは、POMが「硬さ」よりも「扱いやすさ」で金属を上回る素材であるという点です。
鉄よりも約3割軽く、無潤滑でも滑らかに動作するため、清潔かつ静音な設計が可能になります。
また、切削加工の安定性が高く、寸法精度や外観品質にも優れています。

金属では避けられない「摩耗・騒音・錆び」の課題を解決しつつ、耐久性と精度を両立できるのがPOMの大きな魅力です。
「硬さで耐える」から「滑らかに動かす」へ――POMは現場の精密機構を支える実用素材です。

導入効果と実例：現場で見える成果

POMは机上の理論だけでなく、現場導入の実績によってその有効性が裏付けられています。
以下は、当社が実際に手掛けた置換事例の一部です。

これらの成果は、単なる素材変更ではなく、作業性・メンテナンス性・環境適応性の向上を意味します。
軽くて扱いやすく、静かで清潔——POMは人と現場の両方にやさしい素材です。も、軽量化・メンテナンス削減・静音化という3つの効果が共通して得られています。

設計のポイントと最適化の工夫

POMは多用途で扱いやすい素材ですが、その性能を長期間維持するためには、設計段階での配慮が欠かせません。
見た目の硬さや加工のしやすさに頼るのではなく、「どの環境で、どの荷重条件で、どのように使うか」を正しく設定することが、長寿命化の鍵になります。
特に以下の3点は、設計者が意識すべき重要な留意事項です。

① 耐熱は100℃まで

POMは熱変形温度が比較的低く、100℃を超える環境ではクリープや寸法変化が起こりやすくなります。
加熱工程やヒーター周辺、乾燥機構などの高温部にはPEEKなどの高耐熱樹脂を採用し、POMは可動部・支持部・機構部品など中温域での使用に限定するのが理想です。
温度分布を設計段階で把握しておくことが、変形トラブルを防ぐ最も確実な方法です。

② 強薬品には不向き

酸・アルカリに対する耐薬品性はPPやPVDFに劣るため、POMは中性〜弱アルカリ性環境での使用が基本となります。
一方で、水・油・アルコールには安定しており、摺動・ギア・ベアリングなどの潤滑環境下では高い耐久性を発揮します。
用途に応じて、化学的安定性よりも寸法精度や摺動性を重視する場面で最も力を発揮する素材です。

③ 締結部の工夫

POMは金属に比べて柔らかく、ボルト締結部などに応力が集中すると局部変形や座屈が発生することがあります。
座金やカラーの併用で面圧を分散し、締結部を補強することで、変形やクラックの発生を防止できます。
また、締めすぎを避け、弾性変形を許容する構造設計とすることで、長期安定性をさらに高めることが可能です。

これらのポイントを踏まえて設計すれば、POMは「強くなくても壊れない素材」として、金属にはない安定した耐摩耗性・静音性・寸法安定性を発揮します。
つまり、金属的な「硬さで耐える設計」から、樹脂の「しなやかさで支える設計」への発想転換が、POMを最大限に活かす鍵となります。

POMに向いている用途

POMの真価は、軽量・精密・静音を必要とする領域で発揮されます。
当社では、以下のような製品群で金属からの置き換えを進めています。

これらはいずれも樹脂単体での構造設計を実現しており、切削・溶着・曲げ加工を組み合わせた一体型製作を得意としています。
その結果、金属では難しかった形状自由度や軽量構造を、POMで実現しています。
強度だけでなく、メンテナンス性や加工効率を両立できることが、この素材の大きな利点です。

設計総括：素材選定と判断の基準

最後に、金属とPOMを総合的に比較した結果を整理します。
設計段階での判断材料としてお役立てください。

観点	金属（鉄・SUS・アルミ）	POM
重量	重い（1.0）	軽い（0.72）
コスト	1.0〜3.0	0.79（約20％安）
耐薬品性	△〜〇	△（中性環境中心）
加工性	切削＋溶接	切削＋曲げ容易
防錆性	要塗装／研磨	錆びない
耐熱性	高温対応可	100℃まで
静音・摺動性	△〜〇	◎（潤滑不要・静音）

このようにPOMは、「鉄のように強く、アルミのように軽く、SUSのように錆びない」素材です。
特に精密性・静音性・メンテナンス性を求める現場では、最も現実的な金属代替樹脂として活用が広がっています。
強度より扱いやすさ、硬さより柔軟性を重視する時代において、POMは「新しい常識」を形にする素材といえるでしょう。

まとめ：金属からPOMへ、「静音と精度を両立する設計」という選択

POMは、金属のような剛性を備えながらも、摺動性・静音性・寸法安定性に優れた高精度樹脂です。
可動部やギアなどの精密パーツでは、摩擦によるノイズや磨耗を抑え、静かで滑らかな動作を維持します。

フジワラケミカルエンジニアリングでは、POMを用いた搬送・摺動・制御系の樹脂化提案を通じて、軽量化・静音化・メンテナンス削減を同時に実現しています。

POMは「硬さで支える素材」ではなく、「精度で機能を保つ素材」。
無潤滑でも安定稼働が可能で、食品・医療・FA分野などで高く評価されています。

「剛性で耐える」から「滑らかさで持たせる」へ――。
この発想の転換こそが、POMの真価を引き出す第一歩です。