O reprezentare comună a prelucrării CNC, de cele mai multe ori, implică lucrul cu o piesă metalică. Cu toate acestea, prelucrarea CNC nu este doar aplicabilă pe scară largă materialelor plastice, ci și prelucrarea CNC a plasticului este unul dintre procesele comune de prelucrare în mai multe industrii.
Acceptarea prelucrării plasticului ca proces de fabricație se datorează gamei largi de materiale CNC din plastic disponibile. În plus, odată cu introducerea controlului numeric computerizat, procesul devine mai precis, mai rapid și mai potrivit pentru realizarea de piese cu toleranțe strânse. Cât de multe știi despre prelucrarea CNC a plasticului? Acest articol discută materialele compatibile cu procesul, tehnicile disponibile și alte lucruri care te pot ajuta în proiectul tău.
Materiale plastice pentru prelucrare CNC
Multe materiale plastice prelucrabile sunt potrivite pentru fabricarea de piese și produse fabricate de diverse industrii. Utilizarea lor depinde de proprietățile lor, unele materiale plastice prelucrabile, cum ar fi nailonul, având proprietăți mecanice excelente care le permit să înlocuiască metalele. Mai jos sunt prezentate cele mai comune materiale plastice pentru prelucrarea personalizată a materialelor plastice:
ABS:
Acrilonitril butadien stirenul, sau ABS, este un material CNC ușor, cunoscut pentru rezistența sa la impact, rezistență și prelucrabilitate ridicată. Deși se mândrește cu proprietăți mecanice bune, stabilitatea sa chimică scăzută este evidentă prin susceptibilitatea sa la grăsimi, alcooli și alți solvenți chimici. De asemenea, stabilitatea termică a ABS pur (adică ABS fără aditivi) este scăzută, deoarece polimerul plastic va arde chiar și după îndepărtarea flăcării.
Avantaje
Este ușor fără a-și pierde rezistența mecanică.
Polimerul plastic este foarte prelucrabil, ceea ce îl face un material foarte popular pentru prototiparea rapidă.
ABS-ul are un punct de topire scăzut adecvat (acest lucru este important pentru alte procese de prototipare rapidă, cum ar fi imprimarea 3D și turnarea prin injecție).
Are o rezistență mare la tracțiune.
ABS-ul are o durabilitate ridicată, ceea ce înseamnă o durată de viață mai lungă.
Este accesibil ca preț.
Contra
Eliberează vapori de plastic fierbinți atunci când este supus căldurii.
Aveți nevoie de o ventilație adecvată pentru a preveni acumularea unor astfel de gaze.
Are un punct de topire scăzut, care poate provoca deformări din cauza căldurii generate de mașina CNC.
Aplicații
ABS-ul este un material termoplastic ingineresc foarte popular, utilizat de multe servicii de prototipare rapidă în fabricarea de produse datorită proprietăților sale excelente și prețului accesibil. Este aplicabil în industria electrică și auto la fabricarea de piese precum capace de tastatură, carcase electronice și componente de bord auto.
Nailon
Nylonul sau poliamida este un polimer plastic cu frecare redusă, cu rezistență ridicată la impact, substanțe chimice și abraziune. Proprietățile sale mecanice excelente, cum ar fi rezistența (76 mPa), durabilitatea și duritatea (116R), îl fac foarte potrivit pentru prelucrarea CNC și îmbunătățesc și mai mult aplicarea sa în industria auto și în cea de fabricație a pieselor medicale.
Avantaje
Proprietăți mecanice excelente.
Are o rezistență mare la tracțiune.
Eficient din punct de vedere al costurilor.
Este un polimer ușor.
Este rezistent la căldură și substanțe chimice.
Contra
Are stabilitate dimensională scăzută.
Nylonul poate absorbi ușor umezeala.
Este sensibil la acizii minerali puternici.
Aplicații
Nylonul este o matriță termoplastică de înaltă performanță, aplicabilă în prototiparea și fabricarea de piese reale în industria medicală și auto. Componentele fabricate din materialul CNC includ rulmenți, șaibe și tuburi.
Acril
Acrilicul sau PMMA (polimetilmetacrilat) este popular în prelucrarea CNC a plasticului datorită proprietăților sale optice. Polimerul plastic este translucid și rezistent la zgârieturi, de unde și aplicațiile sale în industriile care necesită astfel de proprietăți. În plus, are proprietăți mecanice foarte bune, evidente în tenacitatea și rezistența sa la impact. Datorită prețului său redus, prelucrarea CNC a acrilului a devenit o alternativă la polimerii plastici, cum ar fi policarbonatul și sticla.
Avantaje
Este ușor.
Acrilul este foarte rezistent la substanțe chimice și la radiațiile UV.
Are o prelucrabilitate ridicată.
Acrilul are o rezistență chimică ridicată.
Contra
Nu este atât de rezistent la căldură, impact și abraziune.
Se poate crăpa sub sarcină mare.
Nu este rezistent la substanțe organice clorurate/aromatice.
Aplicații
Acrilul este aplicabil în înlocuirea materialelor precum policarbonatul și sticla. Prin urmare, este aplicabil în industria auto pentru fabricarea conductelor de lumină și a capacelor pentru luminile indicatoare auto, iar în alte industrii pentru fabricarea panourilor solare, copertinelor pentru sere etc.
POM
POM sau Delrin (denumire comercială) este un material plastic CNC cu înaltă prelucrabilitate, ales de multe servicii de prelucrare CNC pentru rezistența sa ridicată și rezistența la căldură, substanțe chimice și uzură. Există mai multe tipuri de Delrin, dar majoritatea industriilor se bazează pe Delrin 150 și 570, deoarece acestea sunt stabile din punct de vedere dimensional.
Avantaje
Acestea sunt cele mai prelucrabile dintre toate materialele plastice CNC.
Au o rezistență chimică excelentă.
Au o stabilitate dimensională ridicată.
Are o rezistență ridicată la tracțiune și durabilitate, asigurând o durată de viață mai lungă.
Contra
Are o rezistență slabă la acizi.
Aplicații
POM își găsește aplicații în diverse industrii. De exemplu, în sectorul auto, este utilizat pentru fabricarea componentelor centurilor de siguranță. Industria echipamentelor medicale îl folosește pentru a produce stilouri de insulină, în timp ce sectorul bunurilor de larg consum folosește POM pentru fabricarea țigărilor electronice și a contoarelor de apă.
HDPE
Polietilena de înaltă densitate este un plastic termoplastic cu rezistență ridicată la solicitări și substanțe chimice corozive. Oferă proprietăți mecanice excelente, cum ar fi rezistența la tracțiune (4000PSI) și duritatea (R65), față de omologul său, LDPE înlocuindu-l în aplicații cu astfel de cerințe.
Avantaje
Este un plastic flexibil, prelucrabil mecanic.
Este foarte rezistent la stres și substanțe chimice.
Are proprietăți mecanice excelente.
ABS-ul are o durabilitate ridicată, ceea ce înseamnă o durată de viață mai lungă.
Contra
Are o rezistență slabă la UV.
Aplicații
HDPE Are o varietate de aplicații, inclusiv prototipare, crearea de angrenaje, rulmenți, ambalaje, izolație electrică și echipamente medicale. Este ideal pentru prototipare, deoarece poate fi prelucrat rapid și ușor, iar costul său redus îl face excelent pentru crearea de iterații multiple. În plus, este un material bun pentru angrenaje datorită coeficientului său scăzut de frecare și rezistenței ridicate la uzură, și pentru rulmenți, deoarece este autolubrifiant și rezistent chimic.
LDPE
LDPE este un polimer plastic rezistent și flexibil, cu o bună rezistență chimică și temperaturi scăzute. Are aplicații pe scară largă în industria de fabricație a componentelor medicale pentru fabricarea protezelor și ortezelor.
Avantaje
Este rezistent și flexibil.
Este foarte rezistent la coroziune.
Este ușor de sigilat folosind tehnici termice, cum ar fi sudarea.
Contra
Nu este potrivit pentru piese care necesită rezistență la temperaturi ridicate.
Are rigiditate și rezistență structurală reduse.
Aplicații
LDPE este adesea utilizat pentru producerea de angrenaje și componente mecanice personalizate, componente electrice precum izolatoare și carcase pentru dispozitive electronice și piese cu aspect lustruit sau polișat. Mai mult, coeficientul său scăzut de frecare, rezistența ridicată la izolație și durabilitatea îl fac un material ideal pentru aplicații de înaltă performanță.
Policarbonat
PC este un polimer plastic rezistent, dar ușor, cu proprietăți ignifuge și izolante electrice. La fel ca acrilul, poate înlocui sticla datorită transparenței sale naturale.
Avantaje
Este mai eficient decât majoritatea termoplastelor inginerești.
Este în mod natural transparent și poate transmite lumina.
Preia foarte bine culoarea.
Are rezistență ridicată la tracțiune și durabilitate.
PC-ul este rezistent la acizi, uleiuri și grăsimi diluate.
Contra
Se degradează după expunerea prelungită la apă la temperaturi peste 60°C.
Este susceptibil la uzura cauzată de hidrocarburi.
Se va îngălbeni în timp după expunerea prelungită la razele UV.
Aplicații
Datorită proprietăților sale de protecție la lumină, policarbonatul poate înlocui materialul din sticlă. Prin urmare, este utilizat în fabricarea ochelarilor de protecție și a CD-urilor/DVD-urilor. În plus, este potrivit pentru fabricarea de instrumente chirurgicale și întrerupătoare de circuit.
Metode de prelucrare CNC a plasticului
Prelucrarea CNC a pieselor din plastic implică utilizarea unei mașini controlate de computer pentru a îndepărta o parte din polimerul plastic și a forma produsul dorit. Procesul de fabricație subtractivă poate crea nenumărate piese cu toleranțe, uniformitate și precizie stricte, utilizând următoarele metode.
Strunjire CNC
Strunjirea CNC este o tehnică de prelucrare care implică ținerea piesei de prelucrat pe un strung și rotirea acesteia față de sculele așchietoare prin rotire sau strunjire. Există, de asemenea, mai multe tipuri de strunjire CNC, inclusiv:
Strunjirea CNC dreaptă sau cilindrică este potrivită pentru așchii mari.
Strunjirea CNC conică este potrivită pentru crearea de piese cu forme conice.
Există mai multe instrucțiuni pe care le puteți utiliza în strunjirea CNC a plasticului, inclusiv:
Asigurați-vă că muchiile tăietoare au o înclinare inversă negativă pentru a minimiza frecarea.
Muchiile de tăiere ar trebui să aibă un unghi de relief mare.
Lustruiți suprafața piesei de prelucrat pentru un finisaj mai bun și o acumulare redusă de material.
Reduceți viteza de avans pentru a îmbunătăți precizia tăieturilor finale (utilizați o viteză de avans de 0,015 IPR pentru tăieturi brute și 0,005 IPR pentru tăieturi precise).
Adaptați unghiurile de înclinare, laterale și de înclinare la materialul plastic.
Frezare CNC
Frezarea CNC implică utilizarea unei freze pentru a îndepărta materialul din piesa de prelucrat și a obține piesa necesară. Există diferite mașini de frezat CNC, împărțite în freze cu 3 axe și freze cu mai multe axe.
Pe de o parte, o mașină de frezat CNC cu 3 axe se poate deplasa pe trei axe liniare (de la stânga la dreapta, înainte și înapoi, în sus și în jos). Prin urmare, este potrivită pentru crearea de piese cu designuri simple. Pe de altă parte, frezele multiaxe se pot deplasa pe mai mult de trei axe. Prin urmare, este potrivită pentru prelucrarea CNC a pieselor din plastic cu geometrii complicate.
Există mai multe instrucțiuni pe care le puteți utiliza în frezarea CNC a plasticului, inclusiv:
Prelucrarea unui material termoplastic armat cu carbon sau sticlă cu scule de carbon.
Măriți viteza axului folosind cleme.
Reduceți concentrarea stresului prin crearea de colțuri interne rotunjite.
Răcire directă pe router pentru a dispersa căldura.
Alegeți viteza de rotație.
Debavurați piesele din plastic după frezare pentru a îmbunătăți finisarea suprafeței.
Găurire CNC
Găurirea CNC pentru plastic implică crearea unei găuri într-o piesă de prelucrat din plastic folosind un burghiu montat cu un burghiu. Dimensiunea și forma burghiului determină dimensiunea găurii. În plus, acesta joacă un rol și în evacuarea așchiilor. Tipurile de mașini de găurit pe care le puteți utiliza includ cele de banc, verticale și radiale.
Există mai multe instrucțiuni pe care le puteți utiliza în găurirea CNC a plasticului, inclusiv:
Asigurați-vă că utilizați burghie CNC ascuțite pentru a evita solicitarea piesei de plastic.
Folosiți burghiul potrivit. De exemplu, un burghiu de 90 până la 118° cu un unghi al marginii de 9 până la 15° este potrivit pentru majoritatea termoplasticelor (pentru acrilic, utilizați o înclinare de 0°).
Asigurați o ejectare ușoară a așchiilor alegând burghiul potrivit.
Folosiți un sistem de răcire pentru a reduce cantitatea generată în timpul procesului de prelucrare.
Pentru a scoate burghiul CNC fără a-l deteriora, asigurați-vă că adâncimea de găurire este mai mică de trei sau patru ori diametrul burghiului. De asemenea, reduceți viteza de avans atunci când burghiul aproape a ieșit din material.
Alternative la prelucrarea plasticului
Pe lângă prelucrarea CNC a pieselor din plastic, alte procese de prototipare rapidă pot servi ca alternative. Printre cele mai comune se numără:
Turnare prin injecție
Acesta este un proces popular de producție în masă pentru lucrul cu piese din plastic. Turnarea prin injecție implică crearea unei matrițe din aluminiu sau oțel, în funcție de factori precum longevitatea. Ulterior, plasticul topit este injectat în cavitatea matriței, se răcește și formează forma dorită.
Turnarea prin injecție a materialelor plastice este potrivită atât pentru prototipare, cât și pentru fabricarea de piese reale. În plus, este o metodă rentabilă, potrivită pentru piese cu designuri complexe și simple. În plus, piesele turnate prin injecție necesită foarte puține lucrări suplimentare sau tratamente de suprafață.
Imprimare 3D
Imprimarea 3D este cea mai comună metodă de prototipare utilizată în întreprinderile mici. Procesul de fabricație aditivă este un instrument de prototipare rapidă care cuprinde tehnologii precum stereolitografia (SLA), modelarea prin depunere topită (FDM) și sinterizarea selectivă cu laser (SLS) utilizate pentru prelucrarea termoplasticelor precum nailonul, PLA, ABS și ULTEM.
Fiecare tehnologie implică crearea de modele digitale 3D și construirea pieselor dorite strat cu strat. Aceasta este similară prelucrării CNC a plasticului, deși implică o risipă de material mai mică, spre deosebire de cea din urmă. În plus, elimină necesitatea sculelor și este mai potrivită pentru realizarea de piese cu designuri complexe.
Turnare în vid
Turnarea în vid sau turnarea poliuretanului/uretanului implică matrițe de silicon și rășini pentru a realiza o copie a unui model principal. Procesul de prototipare rapidă este potrivit pentru crearea de plastic de înaltă calitate. În plus, copiile sunt aplicabile în vizualizarea ideilor sau în depanarea defectelor de design.
Aplicații industriale ale prelucrării CNC a plasticului
Prelucrarea CNC a plasticului este aplicabilă pe scară largă datorită unor avantaje precum acuratețea, precizia și toleranța strânsă. Aplicațiile industriale comune ale procesului includ:
Industria medicală
Prelucrarea CNC a plasticului este aplicabilă în prezent în fabricarea pieselor medicale prelucrate, cum ar fi membrele protetice și inimile artificiale. Gradul său ridicat de precizie și repetabilitate îi permite să îndeplinească standardele stricte de siguranță impuse de industrie. În plus, există o multitudine de opțiuni de materiale și produce forme complexe.
Componente auto
Atât proiectanții, cât și inginerii auto utilizează prelucrarea CNC a plasticului pentru a realiza componente și prototipuri auto în timp real. Plasticul are o aplicabilitate largă în industrie în realizarea de piese CNC personalizate din plastic, cum ar fi tablourile de bord, datorită greutății reduse, ceea ce reduce consumul de combustibil. În plus, plasticul este rezistent la coroziune și uzură, pe care le experimentează majoritatea componentelor auto. În afară de asta, plasticul este ușor de modelat în forme complexe.
Piese aerospațiale
Fabricarea pieselor aerospațiale necesită o metodă de fabricație cu precizie ridicată și toleranțe strânse. Prin urmare, industria optează pentru prelucrarea CNC în proiectarea, testarea și construirea diferitelor piese prelucrate aerospațiale. Materialele plastice sunt aplicabile datorită adecvării lor pentru forme complexe, rezistenței, greutății reduse și a substanțelor chimice ridicate, precum și rezistenței la căldură.
Industria electronică
Industria electronică favorizează, de asemenea, prelucrarea CNC a plasticului datorită preciziei și repetabilității sale ridicate. În prezent, procesul este utilizat pentru fabricarea de piese electronice din plastic prelucrate CNC, cum ar fi carcase de cabluri, tastaturi pentru dispozitive și ecrane LCD.
Când să alegeți prelucrarea CNC a plasticului
Alegerea dintre numeroasele procese de fabricație a plasticului discutate mai sus poate fi dificilă. Prin urmare, mai jos sunt câteva aspecte care vă pot ajuta să decideți dacă prelucrarea CNC a plasticului este cel mai bun proces pentru proiectul dumneavoastră:
Dacă proiectarea prototipului din plastic este cu toleranță strictă
Prelucrarea CNC a plasticului este cea mai bună metodă pentru realizarea pieselor cu modele care necesită toleranțe strânse. O mașină de frezat CNC convențională poate obține o toleranță strânsă de aproximativ 4 μm.
Dacă prototipul din plastic necesită un finisaj de suprafață de calitate
Mașina CNC oferă un finisaj de suprafață de înaltă calitate, fiind potrivită dacă proiectul dumneavoastră nu necesită un proces suplimentar de finisare a suprafeței. Acest lucru este diferit de imprimarea 3D, care lasă urme pe straturi în timpul imprimării.
Dacă prototipul din plastic necesită materiale speciale
Prelucrarea CNC a plasticului poate fi utilizată pentru a produce piese dintr-o gamă largă de materiale plastice, inclusiv cele cu proprietăți speciale, cum ar fi rezistența la temperaturi ridicate, rezistența ridicată sau rezistența chimică ridicată. Acest lucru o face o alegere ideală pentru crearea de prototipuri cu cerințe specializate.
Dacă produsele dumneavoastră sunt în faza de testare
Prelucrarea CNC se bazează pe modele 3D, care sunt ușor de modificat. Deoarece etapa de testare necesită modificări constante, prelucrarea CNC permite proiectanților și producătorilor să creeze prototipuri funcționale din plastic pentru a testa și depana defectele de proiectare.
· Dacă aveți nevoie de o opțiune economică
Ca și alte metode de fabricație, prelucrarea CNC a plasticului este potrivită pentru realizarea unor piese rentabile. Materialele plastice sunt mai puțin costisitoare decât metalele și alte materiale, cum ar fi compozitele. În plus, controlul numeric computerizat este mai precis, iar procesul este potrivit pentru proiectarea complexă.
Concluzie
Prelucrarea CNC a plasticului este un proces larg acceptat la nivel industrial datorită preciziei, vitezei și adecvării sale pentru realizarea de piese cu toleranțe strânse. Acest articol prezintă diferitele materiale de prelucrare CNC compatibile cu procesul, tehnicile disponibile și alte aspecte care vă pot ajuta în proiect.
Alegerea tehnicii potrivite de prelucrare poate fi foarte dificilă, necesitând externalizarea către un furnizor de servicii CNC pentru plastic. La GuanSheng oferim servicii personalizate de prelucrare CNC pentru plastic și vă putem ajuta să realizați diferite piese pentru prototipare sau utilizare în timp real, pe baza cerințelor dumneavoastră.
Avem o gamă variată de materiale plastice potrivite pentru prelucrarea CNC, cu un proces de selecție strict și eficientizat. În plus, echipa noastră de ingineri poate oferi consultanță profesională în selecția materialelor și sugestii de design. Încărcați-vă proiectul astăzi și primiți oferte instantanee și analize DfM gratuite la un preț competitiv.
Data publicării: 13 noiembrie 2023