プラスチックCNC加工サービス：PEEK、POM、デルリンの公差±0.025～0.05mm

プラスチックCNC加工サービスでは、5軸フライス加工と3段階のアニーリング処理により、PEEK、POM、デルリンの形状を±0.025～0.05mm（25～50µm）の精度で加工します。

LS Manufacturingは、2025年から2026年にかけて実施された120以上の医療プログラムにおいて、PEEKの形状を±0.025mm以内に維持し、不良率を14.2%から2.1%に削減しました。

エンジニアリングプラスチックの加工特性と切断基準の比較表

様々なエンジニアリングプラスチックは、その熱力学的特性に応じた切断速度を必要とします。必要な公差を維持するためには、アニーリング処理が不可欠です。HDT（熱変形温度、負荷がかかった部品が変形し始める温度）（例えば、 PEEKの場合は152℃ ）に応じて、アニーリングと切断速度を適切に選択することで、必要な公差が得られます。

プラスチック加工熱力学ガイドを入手して、PEEK、POM-C、デルリンの精密部品の寸法安定性を維持するために、焼鈍温度がHDTおよび切削速度とどのように相関するかを理解しましょう。

主なポイント

• 高温変形および応力除去： 3段階の等温焼鈍により、PEEK/デルリン部品の反りを防ぎます。精度公差は±0.025 mm以内に維持されます。
• 包括的な製造コスト最適化： 5軸マルチステーション・シングルクランプにより、二次加工における累積的な公差を排除。部品あたりの総コストが削減されます。
• 高水準の品質納品：すべての生産バッチはツァイス社製CMM（三次元測定機）による検査を受けています。各出荷品には等温品質管理レポートが添付されます。初回合格率は97.9%です。

プラスチックCNC加工サービスは、どのようにして厳しい公差を維持しているのでしょうか？

プラスチックCNC加工サービスは、エンジニアリングプラスチックのブランク材から±0.025mmの精度で加工された部品を製造する、CNCフライス加工と旋削加工を組み合わせた製造プロセスです。温度制御、ダイヤモンドPCD工具、真空治具を使用することで、熱膨張やクランプ時の歪みといった問題を解決します。部品は常にISO 2768-f規格の許容範囲内に収まります。

CNC加工における公差管理には、安定した温度環境が必要です。最小限の熱切削により、薄肉部品の公差を0.025mmに維持できます。

従来の±0.05mmの精度を持つプラスチックCNC加工と比較して、このサービスはよりタイトなバンドを実現します。

特注設計の真空テーブルは、薄肉プラスチックのCNC加工に適しています。

極限用途においてPEEKのCNC加工サービスを選ぶ理由とは？

PEEK CNC加工サービスは、PEEKブランク材を250℃の高温環境や過酷な化学環境に耐える部品に加工する独自のプロセスです。175 ℃で4時間保持することで、材料製造中に蓄積された応力が解放されます。これにより、熱クリープと化学薬品への曝露の両方に同時に耐性を持つ部品が完成します。

1. 粗加工前処理– 未加工のPEEKブランクを175℃のお湯に4時間浸します。押出成形によって生じた応力はすべて除去されます。これでブランクは最初の切削加工の準備が整いました。
2. 粗削り工程– ダイヤモンド超硬工具を使用し、120m/分の速度で、8バールのクーラント流量で体積の70%を除去します。
3. 半仕上げ応力除去– 175℃での2回目の熱処理により、新しい表面付近に集中している加工応力が除去されます。これにより、半仕上げ部品は最終仕上げまで安定した状態を保ちます。
4. 仕上げ加工– 150 m/分の速度で軽く切削することで、Ra 0.4 µmの表面粗さが得られます。ベアリングシートは、ISO 2768 f に従って ±0.01 mm の精度で保持されます。ISO 9001 認証を取得したプラスチック CNC 加工メーカーは、これらの結果を得るために温度管理された工場を使用しています。
5. 最終安定化処理– 145℃での再度のアニーリング処理により、結晶構造を変化させることなく表面応力を除去します。この処理後、部品は複数回のオートクレーブ滅菌に耐えることができます。

簡単に言うと、3段階の制御された加熱処理によって構造が固定され、医療機器が繰り返し滅菌される間も適切な位置に保たれるのです。

CNC加工による応力除去では、段階的な温度プロファイルを使用して応力を除去します。つまり、体積応力には高温、表面応力には低温を使用することで、あるサイクルが他のサイクルに悪影響を与えることを防ぎます。

アクションアイテム

• ±0.01 mmの精度が求められるPEEK部品については、3段階のアニーリング処理をご依頼ください。
• 焼きなまし時間が断面の厚さに合致していることを確認してください（ 6 mm の場合は最低 1 時間）。
• カスタムプラスチックCNC加工の最終CMMレポートにISO 2768 f認証が記載されていることを確認してください。

図1：8バールのクーラントを使用した青色ポリマープレートのCNC加工サービスによる成形。

デルリンPOMのCNC加工が、高剛性を実現するのに理想的な理由とは？

デルリンPOMのCNC加工は、ホモポリマーおよびコポリマーアセタールを高剛性のトランスミッション部品へと加工する精密なプロセスです。15 °～20°の鋭角なレーキブレードと外部冷気冷却により、表面下の細孔構造が保護され、ギア歯とブッシュにRa 0.8μmの表面粗さを実現します。高サイクル数のドライブトレイン部品は、一定負荷下での摩耗に耐えます。

CNC加工における剛性制御は、適切な工具形状の選択から始まる。

意思決定マトリックス：剛性を保護するためのツーリングの選択

1. 工具のすくい角- 0°～10°の金属製の刃はデルリンを塗りつぶし、内部の微細孔を露出し、表面仕上げをRa 1.6 μmまで低下させます。
2. 冷却方法：外部冷風ガンは液体冷却剤よりも優れています。圧縮空気は、POMの膨張率を0.2%増加させる水分の吸収を防ぎます。これにより、50ミクロンのCNC加工寸法を維持するのに役立ちます。
3. 主軸回転速度は200～500m/分が最適で、熱と工具寿命のバランスが取れます。200m /分未満では摩擦が生じ、 500m/分を超えると摩擦熱が発生します。
4. 送り速度0.1～0.4mm/回転は切削抵抗を最小限に抑えます。送り速度を軽くすることで内部応力の解放を防ぎ、薄肉歯車の歯面を10ミクロン以内に維持できます。
5. 工具材質：研磨された無コーティングの超硬合金またはPCD（多結晶ダイヤモンド）の刃先は鋭さを維持します。TiNまたはTiAlNコーティングを施すと刃先が鈍くなり、摩擦が増加して溶融の可能性が高まります。

デルリンのホモポリマーはPOM-Cコポリマーに比べて剛性が約15%高いため、 カスタムプラスチックCNC加工部品の疲労耐性が向上します。デルリンの曲げ弾性率とクリープ耐性により、10⁶サイクルの負荷条件下でもギアの歯形精度が維持されます。

CNC加工による0.8ミクロンの表面仕上げでの耐摩耗性により、摩擦係数が0.1～0.3に低下し、追加の潤滑剤なしでも滑り運動がスムーズになります。

±0.05mmの高精度プラスチックCNC加工基準を実現するには？

±0.05 mmの精度を持つプラスチックCNC加工は、あらゆる産業組立要件を満たすエンジニアリングプラスチックの標準公差レベルです。レニショーのレーザーツールセッターは、加工サイクル中にツールの熱膨張を補正し、ISO 2768-m規格に基づき、大量生産においてもPOMコネクタの寸法を一定に保ちます。手動によるプリセットに依存するプラスチックCNC加工サービスでは、この一貫性テストに合格できません。

• 熱膨張補正– 10個ごとにタングステン製の基準棒がレーザービームを通過します。制御システムが自動的にゼロオフセットを再計算するため、 CNC加工時の熱ドリフトは発生せず、10万個単位の生産でも、生産量は0.5個の範囲内に収まります。
• 摩耗検出– レーザーツールセッター（ 1ミクロン2σ ）は、各サイクルで工具刃先の微細な欠けを検出します。5万個目の部品を加工した後でも、製品の寸法変化は発生しません。
• 切削パラメータロック– 主軸回転数12,000～16,000回転/分、送り速度1.5～2.0m/分で、ポリオキシメチレンを安定した加工範囲内に維持します。表面粗さは0.8ミクロンに保たれます。
• ISO 2768-m準拠– すべての重要寸法は、中級公差ISO 2768に従って検証されています。図面タイトルブロックは、国際的に認められた規格に準拠しています。

プラスチックCNC加工メーカーが、製造ラインにレニショーNC4レーザーシステムを導入しました。レニショーNC4レーザーシステムは、自動車関連企業が必要とするプロセス安定性保護機能を提供します。

データ出典：プラスチックの精密フライス加工における推奨切削速度と送り速度、機械ハンドブック第31版。

図2：CNC加工により、角半径0.5mmの透明ハウジングが完成する。

工場現場からお客様の図面へ：実践的なプラスチック加工の経験

グロリアは、精密CNC加工と特殊エンジニアリングプラスチックのDFMトポロジー解析において15年以上の経験を持つ、ラピッドプロトタイピングおよびラピッドマニュファクチャリングのスペシャリストです。すべてのプロセスパラメータは、ISO 9001:2015認証取得済みの製造工場の現場ログに基づき、LS Manufacturingの最高技術責任者によってレビューされます。お客様の図面は、数百回の生産サイクルを通じて最適化された検証プロセスを経て承認されます。

等温焼鈍処理により、25ミクロン以内の歪みのないPEEKおよびデルリン部品が保証されます。PEEK材料の選択は、外科用インプラントに使用されるポリエーテルエーテルケトンポリマーの特性を規定する規格であるASTM F2026-17に準拠して行われます。国際的に認められた規格に準拠した適切な材料仕様により、精密部品を隙間なく組み立てることができます。

各バッチは、ISO/IEC 17025:2017の能力基準に準拠して、Zeiss CMMによる座標検査を受けています。120以上の医療プログラムにおける社内全体のプロセス不良率は2.1%です。熱プロファイルレポートは、品質パッケージの一部として各納品物に添付されます。

プラスチックCNC加工専門メーカーと提携するメリットとは？

プラスチック専用のCNC加工メーカーは、エンジニアリングプラスチック用の工具ライブラリ、温度制御された加工エリア、および交差汚染防止対策を備えた専門工場です。汎用金属加工工場でPOM部品をCNC加工すると、マイクロメートルサイズの金属切削屑がポリマーに混入し、使用前に誘電絶縁性能が低下する可能性があります。

汎用金属加工工場がプラスチック部品を危険にさらす理由

1. 金属切削屑の埋め込み– 一般的な金属加工工場では、切削工具、治具、トレイなどに鋼の切削屑が埋め込まれています。PEEKまたはPOM部品は、導電性の破片としてこれらの切削屑を取り込み、埋め込まれた金属切削屑が10kVハーネスコネクタの絶縁を破壊します。
2. 表面仕上げの劣化– 混合材料を加工する際にポリマーに傷がつきます。シール面の表面テクスチャ（0.8μm）が失われ、2バールのライン圧力に耐えられなくなります。
3. 不適切なカッター形状– 金属加工工場では、ハイス鋼カッターを5°のすくい角で研磨します。ポリオキシメチレンはせん断されずに擦り切れてバリが発生し、 1.5mmの溝を詰まらせます。

意思決定マトリックス：専用プラスチックセル vs. 共用金属加工工場

• ツールライブラリ–プラスチックCNC加工サービスでは専用の超硬工具コレクションが提供されますが、共有加工工場では、切削時に焦げ付きが生じる金属加工最適化形状を受け入れるしか選択肢がありません。
• 環境制御– 完全に隔離されたプラスチックエンジニアリングセルにより、温度は20℃に安定し、偏差は0.5℃以内、ろ過された正圧はISO 14644-1:2015の粒子数基準に準拠しています。許容範囲はISO 2768に準拠した中程度で、熱膨張による動きはありません。
• 治具の分離– 非鉄金属クランプと真空チャックは、鋼材と接触することはありません。10万個のアセタール樹脂製コネクタのご注文には、一切の異物混入はございません。
• マルチステーションルーティング– 3軸での荒加工と5軸での仕上げ加工を、1つのセル内で1つのキューで行います。これにより、金属加工機の空きを待つ従来のジョブショップの6週間に対し、リードタイムは4週間に短縮されます。

CNC加工によるプラスチックセル工程は、ポリマー部品を損傷させる3つの汚染要因、すなわち微粒子、炭化水素、金属イオンを排除します。

アクションアイテム

1. プラスチック製品の発注書をどの工場に発行する場合でも、交差汚染防止のための文書化されたシステム（専用の工具ライブラリ、治具、ろ過された陽圧セルなど）を要求してください。
2. 図面に高精度な公差等級を指定して注文してください。専用のカスタムプラスチックCNC加工機であれば、一度の段取りでその公差を保持できます。
3. POMおよびPEEKを1万個以上ご注文される場合は、温度安定化セルを（書面にて）ご依頼ください。

図3：CNC加工により、白いコネクタボックスに直径の3倍の穴が開けられる。

プラスチックのCNC加工コストを直接的に押し上げる要因は何ですか？

プラスチックのCNC加工コストは、樹脂の種類、治具交換回数、および公差ステップの組み合わせによって決まります。未仕上げのコーナーR半径や深いキャビティ壁の目標値は、加工時間を増加させます。

コスト要因比較：製品単価を左右する3つの変数

角が鋭利な可変肉厚PEEKダクトのCNCプラスチック加工サービスに入札する場合、R半径が一致し、肉厚が均一な2mmの、製造性最適化設計の部品に比べて追加料金が発生します。

設計レビュー中にCNC加工のコスト要因を認識することで、見積もりを向上させる3つの要因（材料グレード、形状、治具の数）に直接的な対策を講じることができます。

アクションアイテム

• プラスチック図面の無料DFM解析をご利用ください。R半径の一致と均一な2mmの壁により、プラスチックCNC加工コストを最大28.0%削減できます。
• 単位コストを増加させる精度ステップの連鎖を防ぐため、タイトルブロックに許容差クラス指定（ISO 2768-m）を追加してください。
• 金型購入前に、PEEKとPOMの材料費比較を依頼してください。材料費だけでも、単位あたりのコストが10倍になる場合があります。

エンジニアはどのようにしてプラスチックCNC加工の見積もりをオンラインで迅速に入手できるのでしょうか？

プラスチックCNC加工の見積もりは、自動化されたDFMエンジンによってリアルタイムで製造可能性とコストのフィードバックを提供し、従来のメールによるRFQの48時間以上から2時間へと見積もりの​​所要時間を短縮します。3D STEPおよび2D CAD図面の早期DFM解析によるカスタムプラスチックCNC加工では、深すぎる穴や厳しすぎる公差が明らかになり、正確なプラスチックCNC加工コストの算出が可能になります。

CAM対応CADモデルをアップロードする

見積もりエンジンにアップロードするための、3D STEPまたはIGESモデルと、主要寸法が記載された2D DWGファイルをご用意ください。CNC加工のオンライン見積もりエンジンは、 1～2分以内に幾何学的健全性を自動的に検証し、人間のエンジニアが部品を見る前に、非多様体形状を特定します。

DFMエンジンに潜在的な問題をスキャンさせる

自動チェックにより、壁厚不足、深すぎる穴（アスペクト比 > 10:1 ）、小さな内角半径などの弱点が特定されます。ISO 2768-1:1989-mレベルを下回る公差は警告を発し、問題点の一覧が表示されます。

段階的な費用内訳を確認する

見積書には、材料費、機械加工費、工具費、二次加工費がそれぞれ個別に記載されます。1個あたりの単価は高くなりますが、 50個注文の場合は10個注文の場合と比べて20～ 30%安くなります。

承認または反復

DFMレポートでは、各問題点に対して推奨される解決策（半径を大きくする、壁面を均一にする、重要でない寸法の公差を緩めるなど）が提示されます。この段階でのCNC加工のDFMフィードバックにより、CADモデルを修正して新たな見積もりを取得する機会が得られます。

発注書をリリースする

記録されたDFM推奨事項を含む確定見積もりは、拘束力のあるオファーとなります。公差、表面処理、検査箇所が既に確定した状態で製造注文がキューに登録され、 48時間にも及ぶメールのやり取りが不要になります。

データソース：LS Manufacturing 2025–2026 自動 DFM 3D/2D 図面解析ログ（プロジェクト番号 MED-2026-8421、サンプルサイズ >1,200）。

図4：CNC加工により、白色円筒の平面度は30ミクロン以内に維持される。

カスタムプラスチックCNC加工の成功を確実にする設計ルールとは？

3 つの DFM 原則により、カスタム プラスチック CNC 加工プロジェクトが成功します。1.5 mm の壁厚、0.5 mm の内径、および、ドリル ビットの直径の 3 倍以下の深さの止まり穴を断続穴加工で開けます。CNC 加工の壁厚の均一性により、工具が振動から保護されます。

壁の厚さ– 壁の厚さを最低1.5mmに保つことで、切断中も剛性を維持できます。薄い部分では、たわみによって壁がテーパー状になります。

内径半径– 0.5 mmのコーナー半径であれば、エンドミルによる1回の加工でコーナーを仕上げることができます。半径が小さい場合は、その後にマイクロ切削加工が必要となり、プラスチック材料表面の加熱に時間がかかります。

止まり穴の深さ– ドリル径の3倍以下の深さの穴であれば、断続切削による切りくずの排出が可能です。穴が深すぎると切りくずの排出が妨げられ、溝の間に切りくずが挟まり、ドリルビットの先端への冷却液の供給が阻害されます。

分散クランプ- 真空クランプとソフトジョーはどちらも、クランプ力を表面全体に分散させます。狭い端部を局所的に万力でクランプすると、材料が圧縮され、解放時に平面から変形します。

これら4つの要素がすべて揃うことで、 ±0.05mmの精度でプラスチックCNC加工を行うことが、高価なオプションではなく標準的な方法となります。CNC加工されたプラスチック部品は、追加の修正なしに生産に移行できます。

LSマニュファクチャリング社による医療用流体制御バルブ向けカスタムプラスチックCNC加工：高精度PEEK加工

PEEK製流体バルブ本体の機械加工は、カスタムプラスチックCNC加工であり、仕上げ加工の前に応力除去焼鈍処理を行うことで、形状の寸法精度を確保します。上記の処理後、材料内部に応力がなくなることで、寸法精度が向上します。

クライアントの課題

米国の診断機器OEM顧客は、同軸構造のバルブコアを必要としており、そのためにはPEEK（ポリエーテルエーテルケトン、高性能熱可塑性樹脂）の機械加工が必要でした。当初の機械加工計画にはPEEKの焼きなまし処理が含まれていませんでした。そのため、部品は切削中に内部応力解放を受け、寸法ずれが発生しました。

当初の3軸加工では、穴の形状に50ミクロンのばらつきが生じた。バルブコアには微細な漏れが発生した。

組み立て段階での不良率が14.2%に達し、次世代診断機器の生産拡大プロセスが停止した。

エンジニアリングソリューション

最初の切断試験では、材料内部の応力解放により、シール面に0.03mmの反りが発生した。そこで、プロセスエンジニアはプロセスを再設計した。

位置決めミスを排除するため、治具は5軸単点式空気圧グリッパーに改良された。PEEK部品のCNC加工には、従来の3軸セットアップよりも高い安定性が必要だった。

2回目の試削加工では、仕上げ旋削から24時間後にX軸方向の深溝が8μmずれた。これを受けて、チームは2回目の焼きなまし工程を半仕上げ加工後に変更した。

結果と価値

単価は48.50ドルから34.90ドルに削減され、以前より28%以上安くなりました。不良率は14.2%から2.1%に減少しました。

米国食品医薬品局（FDA）の承認手続き期間短縮に伴い、納期が16日から9日に短縮されました。シール面の表面粗さ（Ra）値は0.4µmに維持されています。

一般的な3軸フライス加工技術では、加熱と冷却を繰り返すプロセスのため、PEEK材料でこのような形状パラメータを実現することは困難です。そこで、シール面の平面度に影響を与える位置決め誤差を排除するために、5軸CNC加工治具技術を採用しました。つまり、予測可能なPEEK製バルブ本体によって、血液分析装置の組立ラインにおけるボトルネックが解消されるのです。

データソース：LS Manufacturing 2025～2026 自動 DFM 3D/2D 図面解析ログ（プロジェクト番号 MED-2026-8421、サンプル図面数 1,200 点以上）。

PEEKまたは高性能熱可塑性樹脂部品の加工に関する材料固有の実現可能性調査をご依頼ください。当社のエンジニアがお客様の形状、公差要件、および焼きなまし戦略を評価し、PCDツーリングを使用した5軸シングルクランプセットアップがお客様の用途に最適かどうかを判断いたします。

よくある質問

1. PEEK CNC部品で達成可能な最も厳しい公差はどれくらいですか？

PEEK接合面の公差は、焼鈍と温度制御加工後、 ±0.01 mmまで達成可能です。作業場の温度が0.5℃以上変動しない場合、公差範囲は0.01 mm以内で安定します。納品前に、部品は三次元測定機で検査されます。

2. POM/デルリンはCNC加工後に反ってしまうのはなぜですか？

切削加工中に残留する切削熱により、POM/デルリンの熱膨張が不均一になります。部品の片側がもう片側よりも早く冷却されるため、内部応力が発生し、歪みが生じます。2回の焼きなまし処理と冷風による切りくず除去を行うことで、デルリン部品の平面度を30ミクロン以内に抑えることができます。

3. 機械加工時のコストは、PEEKとデルリンでどのくらい違うのか？

PEEKの原材料費は、1キログラムあたりデルリンの最大10倍です。PEEKは研磨性が高いため、切削工具の摩耗速度はデルリンの3倍です。LS Manufacturingの無料DFMレビューでは、 PEEKの価格を決定する前に、デルリンがお客様の要件を満たしているかどうかを判断いたします。

4. LS Manufacturingはプラスチック部品を3営業日以内に納品できますか？

図面を現地時間午後2時までにアップロードしていただければ、試作品を納品いたします。デジタル化をスケジュールに組み込むことで、試作プログラムの納期をほぼ半減できます。納期がほぼ半減するということは、試作品の納品が3週間以上かかる代わりに、10営業日以内に完了することを意味します。

5. 研磨せずにどのような表面仕上げを実現できますか？

Ra 0.4 µmの表面粗さは、二次研磨を行わない仕上げ旋削加工によって得られます。鏡面仕上げの表面品質は、単結晶PCD工具の使用によって実現されます。最終品質管理段階では、表面粗さ計を用いて部品の表面粗さが検査されます。

6. クランプ時に薄肉部材の塑性変形を防ぐにはどうすればよいですか？

特注のソフトジョーと真空チャックは、ワークピース全体に圧力を均一に分散させます。1.5mm以上の肉厚であれば、圧力分散によって構造的な安定性が維持されます。特注のソフトジョーと真空チャックを使用することで、薄肉ワークピースでも加工工程全体を通して歪みが生じるのを防ぎます。

7. デルリン製のCNC加工部品はすべて焼きなまし処理が必要ですか？

精密な公差が求められるデルリン部品は、仕上げ切削の前に焼きなまし処理が必要です。成形時に応力が発生し、薄肉部では50ミクロンの変形が生じます。LS Manufacturingが定める応力除去基準により、製品の寿命全体にわたって寸法精度が維持されます。

8. 御社チームからプラスチックのCNC加工の見積もりをどれくらい早く入手できますか？

3D STEPファイルと2D PDFファイルをウェブサイト経由で送信していただくと、 2時間以内に見積もりをお届けします。自動DFMエンジンが、2時間以内に壁厚、半径、深穴の比率を同時に評価します。エンジニアによる評価 完全な見積もりをご提示いたします。

STEPファイルを午後2時までにご提出ください。当日対応のキャパシティを確保し、アニーリング処理とCMMレポート付きのプロトタイプを3営業日以内にお届けします。

まとめ

精密エンジニアリングプラスチック加工には、5軸加工機の機能と、熱特性や応力に関する材料科学の知識が不可欠です。応力緩和のための焼きなまし処理とダイヤモンド切削による精密加工を組み合わせることで、PEEK、POM、デルリンなどの部品をISO 9001:2015規格に準拠した±0.025mm～±0.01mmの公差で加工することが可能になります。

厳しい公差要件や熱変形を理由に他社から不採用通知を受け取った場合は、新たな戦略を検討する必要があります。3D CAD図面をアップロードして、専門家によるDFM解析と見積もりを入手してください。

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LS製造チーム

LS Manufacturingは、100台以上の5軸加工機、5,000社以上の顧客、150か国以上で事業を展開する企業です。カスタム製造ソリューションに特化しており、15年以上の経験と5,000社以上の顧客実績を有しています。高精度CNC加工、板金加工、 3Dプリンティング、射出成形、金属プレス加工、その他ワンストップ製造サービスを提供しています。
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