O reprezentare comună a prelucrării CNC, de cele mai multe ori, implică lucrul cu o piesă metalică. Cu toate acestea, nu numai că prelucrarea CNC este aplicabilă pe scară largă pentru materialele plastice, dar prelucrarea CNC din plastic este, de asemenea, unul dintre procesele de prelucrare obișnuite în mai multe industrii.
Acceptarea prelucrarii plasticului ca proces de fabricatie se datoreaza gamei largi de materiale plastice CNC disponibile. În plus, odată cu introducerea controlului numeric computerizat, procesul devine mai precis, mai rapid și mai potrivit pentru fabricarea pieselor cu toleranță strânsă. Cât de multe știți despre prelucrarea CNC a plasticului? Acest articol discută materialele compatibile cu procesul, tehnicile disponibile și alte lucruri care vă pot ajuta proiectul.
Materiale plastice pentru prelucrare CNC
Multe materiale plastice prelucrabile sunt potrivite pentru fabricarea de piese și produse fabricate de mai multe industrii. Utilizarea lor depinde de proprietățile lor, unele materiale plastice prelucrabile, precum nailonul, având proprietăți mecanice excelente care le permit să înlocuiască metalele. Mai jos sunt cele mai comune materiale plastice pentru prelucrarea plastică personalizată:
ABS:
Acrilonitril Butadien Stiren, sau ABS, este un material CNC ușor, cunoscut pentru rezistența la impact, rezistența și prelucrabilitatea sa ridicată. Deși se laudă cu proprietăți mecanice bune, stabilitatea sa chimică scăzută este evidentă în 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.
Pro
Este ușor, fără a-și pierde rezistența mecanică.
Polimerul din plastic este foarte prelucrabil, ceea ce îl face un material de prototipare rapidă foarte popular.
ABS are un punct de topire scăzut adecvat (acest lucru este important pentru alte procese rapide de prototipare, cum ar fi imprimarea 3D și turnarea prin injecție).
Are o rezistență ridicată la tracțiune.
ABS are o durabilitate ridicată, ceea ce înseamnă o durată de viață mai lungă.
Este accesibil.
Contra
Eliberează vapori fierbinți de plastic 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 deformare din cauza căldurii generate de mașina CNC.
Aplicații
ABS este un termoplastic de inginerie foarte popular utilizat de multe servicii de prototipare rapidă în realizarea de produse datorită proprietăților sale excelente și accesibilității. Este aplicabil în industria electrică și auto în fabricarea de piese, cum ar fi capace de tastatură, carcase electronice și componente pentru bordul mașinii.
Nailon
Nailonul sau poliamida este un polimer plastic cu frecare redusă, cu rezistență ridicată la impact, chimic și abraziune. Proprietățile sale mecanice excelente, cum ar fi rezistența (76mPa), durabilitatea și duritatea (116R), îl fac foarte potrivit pentru prelucrarea CNC și își îmbunătățește și mai mult aplicarea în industriile de fabricare a pieselor auto și medicale.
Pro
Proprietăți mecanice excelente.
Are o rezistență ridicată la tracțiune.
Eficient din punct de vedere al costurilor.
Este un polimer ușor.
Este rezistent la căldură și la substanțe chimice.
Contra
Are stabilitate dimensională scăzută.
Nailonul poate absorbi ușor umezeala.
Este sensibil la acizii minerali puternici.
Aplicații
Nailonul este un termoplastic de inginerie de înaltă performanță aplicabil la prototiparea și fabricarea de piese reale în industria medicală și auto. Componenta fabricată din material CNC include rulmenți, șaibe și tuburi.
Acril
Acrilul sau PMMA (Poly metil metacrilat) este popular în prelucrarea CNC a plasticului datorită proprietăților sale optice. Polimerul plastic este rezistent la translucidență și la zgârieturi, de unde și aplicațiile sale în industriile care necesită astfel de proprietăți. În afară de asta, are proprietăți mecanice foarte bune, evidente în duritatea și rezistența la impact. Datorită prețului său ieftin, prelucrarea CNC acrilice a devenit o alternativă la polimerii plastici, cum ar fi policarbonatul și sticla.
Pro
Este ușor.
Acrilul este foarte rezistent la substanțe chimice și UV.
Are o prelucrabilitate ridicată.
Acrilul are o rezistență chimică ridicată.
Contra
Nu este atât de rezistent la căldură, impact și abraziune.
Poate crăpa sub sarcină grea.
Nu este rezistent la substanțele organice clorurate/aromatice.
Aplicații
Acrilul este aplicabil în înlocuirea materialelor precum policarbonatul și sticla. Ca rezultat, este aplicabil în industria auto pentru fabricarea țevilor luminoase și a capacelor luminilor indicatoare pentru mașini și în alte industrii pentru realizarea de panouri solare, copertine de seră etc.
POM
POM sau Delrin (denumire comercială) este un material plastic CNC foarte prelucrabil, ales de multe servicii de prelucrare CNC pentru rezistența și rezistența ridicată la căldură, substanțe chimice și uzură/rupere. Există mai multe grade de Delrin, dar majoritatea industriilor se bazează pe Delrin 150 și 570, deoarece acestea sunt stabile dimensional.
Pro
Sunt cele mai prelucrabile dintre toate materialele plastice CNC.
Au o rezistență chimică excelentă.
Au stabilitate dimensională ridicată.
Are rezistență ridicată la tracțiune și durabilitate, asigurând o durată de viață mai lungă.
Contra
Are rezistență slabă la acizi.
Aplicații
POM își găsește aplicația 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 cu insulină, în timp ce sectorul bunurilor de larg consum folosește POM pentru a fabrica țigări electronice și contoare de apă.
HDPE
Plasticul din polietilenă de înaltă densitate este un termoplastic cu rezistență ridicată la stres și substanțe chimice corozive. Oferă proprietăți mecanice excelente, cum ar fi rezistența la tracțiune (4000PSI) și duritatea (R65) decât omologul său, LDPE-ul înlocuindu-l în aplicațiile cu astfel de cerințe.
Pro
Este un plastic flexibil prelucrabil.
Este foarte rezistent la stres și substanțe chimice.
Are proprietăți mecanice excelente.
ABS are o durabilitate ridicată, ceea ce înseamnă o durată de viață mai lungă.
Contra
Are 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 scăzut îl face excelent pentru crearea mai multor iterații. În plus, este un material bun pentru angrenaje datorită coeficientului scăzut de frecare și rezistenței mari la uzură, și pentru rulmenți, deoarece este auto-lubrifiant și rezistent chimic.
LDPE
LDPE este un polimer plastic dur, flexibil, cu rezistență chimică bună și temperatură scăzută. Este aplicabil pe scară largă în industria de fabricare a pieselor medicale pentru realizarea de proteze și ortetice.
Pro
Este dur și flexibil.
Este foarte rezistent la coroziune.
Este ușor de etanșat folosind tehnici termice, cum ar fi sudarea.
Contra
Este nepotrivit pentru piesele care necesită rezistență la temperaturi ridicate.
Are rigiditate scăzută și rezistență structurală.
Aplicații
LDPE este adesea folosit pentru producerea de angrenaje și componente mecanice personalizate, componente electrice precum izolatori și carcase pentru dispozitive electronice și piese cu aspect lustruit sau lucios. 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-ul este un polimer din plastic dur, dar ușor, cu proprietăți izolatoare de căldură și izolare electrică. La fel ca acrilul, poate înlocui sticla datorită transparenței sale naturale.
Pro
Este mai eficient decât majoritatea materialelor termoplastice de inginerie.
Este în mod natural transparent și poate transmite lumină.
Ia foarte bine culoarea.
Are rezistență ridicată la tracțiune și durabilitate.
PC-ul este rezistent la acizi diluați, uleiuri și grăsimi.
Contra
Se degradează după expunerea prelungită la apă peste 60°C.
Este susceptibil la uzura hidrocarburilor.
Se va îngălbeni în timp după expunerea prelungită la razele UV.
Aplicații
Pe baza proprietăților sale de lumină, policarbonatul poate înlocui materialul din sticlă. Prin urmare, este folosit la realizarea de ochelari de protecție și CD-uri/DVD-uri. În afară de asta, 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 pentru a forma produsul dorit. Procesul de fabricație subtractiv poate crea nenumărate piese cu toleranță strânsă, uniformitate și precizie folosind următoarele metode.
Strunjire CNC
Strunjirea CNC este o tehnică de prelucrare care implică ținerea piesei de prelucrat pe un strung și rotirea acesteia împotriva sculei de tăiere prin rotire sau rotire. Există, de asemenea, mai multe tipuri de strunjire CNC, inclusiv:
Strunjirea CNC dreaptă sau cilindrică este potrivită pentru tăieri mari.
Strunjirea CNC conică este potrivită pentru crearea de piese cu forme conice.
Există mai multe linii directoare pe care le puteți folosi în strunjirea CNC a plasticului, inclusiv:
Asigurați-vă că muchiile de tăiere au o grebla din spate negativă pentru a minimiza frecarea.
Marginile de tăiere ar trebui să aibă un unghi mare de relief.
Lustruiți suprafața piesei de prelucrat pentru o finisare mai bună a suprafeței și pentru a reduce acumularea de material.
Reduceți viteza de avans pentru a îmbunătăți precizia tăierilor finale (utilizați o viteză de avans de 0,015 IPR pentru tăieturi brute și 0,005 IPR pentru tăieturi precise).
Adaptați spațiul liber, lateralul și unghiurile de racordare la materialul plastic.
Frezare CNC
Frezarea CNC implică utilizarea unei freze pentru a îndepărta materialul din piesa de prelucrat pentru a obține piesa necesară. Există diferite mașini de frezat CNC împărțite în mori cu 3 axe și mori cu mai multe axe.
Pe de o parte, o mașină de frezat CNC cu 3 axe se poate deplasa în trei axe liniare (de la stânga la dreapta, înainte și înapoi, sus și jos). Ca rezultat, este potrivit pentru crearea de piese cu design simple. Pe de altă parte, morile cu mai multe axe se pot deplasa în mai mult de trei axe. Ca rezultat, este potrivit pentru prelucrarea CNC a pieselor din plastic cu geometrii complicate.
Există mai multe linii directoare pe care le puteți folosi în frezarea CNC a plasticului, inclusiv:
Prelucrați un termoplastic armat cu carbon sau sticlă cu scule din carbon.
Măriți viteza axului folosind cleme.
Reduceți concentrarea stresului prin crearea colțurilor interne rotunjite.
Răcirea direct pe router pentru a dispersa căldura.
Alegeți viteza de rotație.
Debavurați piesele din plastic după frezare pentru a îmbunătăți finisarea suprafeței.
Foraj CNC
Găurirea CNC din 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. Mai mult, joacă, de asemenea, un rol în evacuarea așchiilor. Tipurile de presă de găurit pe care le puteți utiliza includ bancă, verticală și radială.
Există mai multe linii directoare pe care le puteți folosi în găurirea CNC din plastic, inclusiv:
Asigurați-vă că utilizați burghie CNC ascuțite pentru a evita solicitarea piesei de prelucrat din plastic.
Utilizați burghiul potrivit. De exemplu, un burghiu de la 90 la 118° cu un unghi al buzei de 9 până la 15° este potrivit pentru majoritatea materialelor termoplastice (pentru acril, utilizați o grebla de 0°).
Asigurați o evacuare ușoară a așchiilor alegând burghiul potrivit.
Utilizați un sistem de răcire pentru a atenua mai multă cantitatea generată în timpul procesului de prelucrare.
Pentru a scoate burghiul CNC fără deteriorare, 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
În afară de prelucrarea CNC a pieselor din plastic, alte procese de prototipare rapidă pot servi drept alternative. Cele comune includ:
Turnare prin injecție
Acesta este un proces popular de producție în masă pentru lucrul cu piese din plastic. Turnarea prin injecție presupune crearea unei matrițe din aluminiu sau oțel, în funcție de factori precum longevitatea. După aceea, plasticul topit este injectat în cavitatea matriței, se răcește și formează forma dorită.
Turnarea prin injecție a plasticului este potrivită atât pentru prototiparea, cât și pentru fabricarea pieselor reale. În afară de asta, este o metodă rentabilă, potrivită pentru piese cu design complexe și simple. În plus, piesele turnate prin injecție cu greu necesită lucrări suplimentare sau tratament de suprafață.
Imprimare 3D
Imprimarea 3D este cea mai comună metodă de prototipare utilizată în întreprinderile la scară mică. Procesul de fabricație aditivă este un instrument de prototipare rapidă care cuprinde tehnologii precum Stereolithography (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM) și Selective Laser Sintering (SLS) utilizate pentru lucrul pe termoplastice precum nailon, PLA, ABS și ULTEM.
Fiecare tehnologie presupune crearea de modele digitale 3D și construirea pieselor dorite strat cu strat. Aceasta este ca prelucrarea CNC din plastic, deși implică mai puțină risipă de material, spre deosebire de cea din urmă. În plus, elimină nevoia de scule și este mai potrivit pentru realizarea de piese cu design complexe.
Turnare în vid
Turnarea sub vid sau turnarea poliuretanului/uretanului implică matrițe de silicon și rășini pentru a face o copie a unui model principal. Procesul rapid de prototipare este potrivit pentru crearea de plastic de înaltă calitate. În plus, copiile sunt aplicabile în vizualizarea ideilor sau pentru depanarea defectelor de proiectare.
Aplicații industriale ale prelucrării CNC din plastic
Prelucrarea CNC din plastic este aplicabilă pe scară largă datorită beneficiilor precum acuratețea, precizia și toleranța strânsă. Aplicațiile industriale comune ale procesului includ:
Industria medicală
Prelucrarea plastică CNC este aplicabilă în prezent în fabricarea pieselor prelucrate medical, cum ar fi membrele protetice și inimile artificiale. Gradul său ridicat de acuratețe și repetabilitate îi permite să îndeplinească standardele stricte de siguranță cerute de industrie. În plus, există o multitudine de opțiuni de materiale și produce forme complexe.
Componente auto
Atât designerii de mașini, cât și inginerii folosesc prelucrarea CNC din plastic pentru a realiza componente și prototipuri auto în timp real. Plasticul este aplicabil pe scară largă în industrie în fabricarea de piese personalizate din plastic cnc, cum ar fi tablourile de bord, datorită greutății sale, ceea ce reduce consumul de combustibil. În plus, plasticul este rezistent la coroziune și uzură, ceea ce se confruntă cu 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 care are precizie ridicată și toleranțe strânse. Ca rezultat, industria optează pentru prelucrarea CNC în proiectarea, testarea și construirea diferitelor piese prelucrate aerospațial. Materialele plastice sunt aplicabile datorită adecvării lor pentru forme complexe, rezistență, substanțe chimice ușoare și ridicate și rezistență la căldură.
Industria electronică
Industria electronică favorizează, de asemenea, prelucrarea CNC a plasticului datorită preciziei sale ridicate și repetabilității. În prezent, procesul este utilizat pentru fabricarea pieselor electronice din plastic prelucrate CNC, cum ar fi carcasele de sârmă, tastaturile dispozitivelor și ecranele LCD.
Când să alegeți prelucrarea CNC din plastic
Alegerea dintre numeroasele procese de fabricare a plasticului discutate mai sus poate fi o provocare. Ca rezultat, mai jos sunt câteva considerații care vă pot ajuta să decideți dacă prelucrarea CNC din plastic este procesul mai bun pentru proiectul dvs.:
Dacă proiectarea prototipului din plastic cu toleranță strânsă
Prelucrarea plasticului CNC este metoda mai bună pentru realizarea pieselor cu modele care necesită toleranțe strânse. O mașină de frezat CNC convențională poate atinge o toleranță strânsă de aproximativ 4 μm.
Dacă prototipul din plastic necesită finisare de calitate a suprafeței
Mașina CNC oferă un finisaj de înaltă calitate a suprafeței, ceea ce o face potrivită dacă proiectul dvs. nu necesită un proces suplimentar de finisare a suprafeței. Acest lucru este spre deosebire de imprimarea 3D, care lasă urme de straturi în timpul imprimării.
Dacă prototipul din plastic necesită materiale speciale
Prelucrarea CNC din plastic poate fi utilizată pentru a produce piese dintr-o gamă largă de materiale plastice, inclusiv cele cu proprietăți speciale, cum ar fi rezistența la temperatură ridicată, rezistență ridicată sau rezistență chimică ridicată. Acest lucru îl face o alegere ideală pentru crearea de prototipuri cu cerințe specializate.
Dacă produsele dvs. sunt în stadiu de testare
Prelucrarea CNC se bazează pe modele 3D, care sunt ușor de schimbat. 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
La fel ca și alte metode de fabricație, prelucrarea CNC din plastic este potrivită pentru fabricarea pieselor în mod eficient. 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 proiectare complexă.
Concluzie
Prelucrarea CNC a plasticului este un proces larg acceptat la nivel industrial datorită preciziei, vitezei și adecvării sale pentru realizarea pieselor cu toleranță strânsă. Acest articol vorbește despre diferitele materiale de prelucrare CNC compatibile cu procesul, tehnicile disponibile și alte lucruri care vă pot ajuta proiectul.
Alegerea tehnicii potrivite de prelucrare poate fi foarte dificilă, necesitând să externalizați către un furnizor de servicii CNC din plastic. La GuanSheng oferim servicii personalizate de prelucrare CNC din plastic și vă putem ajuta să realizați diferite piese pentru prototipare sau utilizare în timp real, în funcție de cerințele dumneavoastră.
Avem mai multe materiale plastice potrivite pentru prelucrarea CNC cu un proces de selecție strict și simplificat. În plus, echipa noastră de ingineri poate oferi sfaturi profesionale în alegerea materialelor și sugestii de proiectare. Încărcați designul dvs. astăzi și obțineți cotații instantanee și analize DfM gratuite la un preț competitiv.
Ora postării: 13-nov-2023