Bežné zobrazenie CNC obrábania väčšinou zahŕňa prácu s kovovým obrobkom. Avšak nielen CNC obrábanie je široko použiteľné pre plasty, ale CNC obrábanie plastov je tiež jedným z bežných obrábacích procesov vo viacerých priemyselných odvetviach.
Prijatie obrábania plastov ako výrobného procesu je spôsobené širokou škálou dostupných plastových CNC materiálov. Navyše so zavedením počítačového numerického riadenia sa proces stáva presnejším, rýchlejším a vhodným na výrobu dielov s úzkou toleranciou. Koľko toho viete o CNC obrábaní plastov? Tento článok popisuje materiály kompatibilné s procesom, dostupné techniky a ďalšie veci, ktoré môžu pomôcť vášmu projektu.
Plasty pre CNC obrábanie
Mnohé opracovateľné plasty sú vhodné na výrobu dielov a produktov, ktoré vyrábajú viaceré priemyselné odvetvia. Ich použitie závisí od ich vlastností, pričom niektoré opracovateľné plasty, ako napríklad nylon, majú vynikajúce mechanické vlastnosti, ktoré im umožňujú nahradiť kovy. Nižšie sú uvedené najbežnejšie plasty na vlastné obrábanie plastov:
ABS:
Akrylonitrilbutadiénstyrén alebo ABS je ľahký CNC materiál známy svojou odolnosťou proti nárazu, pevnosťou a vysokou opracovateľnosťou. Hoci sa môže pochváliť dobrými mechanickými vlastnosťami, jeho nízka chemická stabilita je evidentná v jeho náchylnosti na tuky, alkoholy a iné chemické rozpúšťadlá. Taktiež tepelná stabilita čistého ABS (tj ABS bez prísad) je nízka, keďže plastový polymér bude horieť aj po odstránení plameňa.
Pros
Je ľahký bez straty mechanickej pevnosti.
Plastový polymér je vysoko opracovateľný, čo z neho robí veľmi populárny materiál na rýchle prototypovanie.
ABS má vhodný nízky bod topenia (to je dôležité pre iné procesy rýchleho prototypovania, ako je 3D tlač a vstrekovanie).
Má vysokú pevnosť v ťahu.
ABS má vysokú odolnosť, čo znamená dlhšiu životnosť.
Je cenovo dostupný.
Nevýhody
Pri pôsobení tepla uvoľňuje horúce plastové výpary.
Aby ste zabránili hromadeniu takýchto plynov, potrebujete správne vetranie.
Má nízky bod topenia, ktorý môže spôsobiť deformáciu teplom generovaným CNC strojom.
Aplikácie
ABS je veľmi populárny technický termoplast, ktorý používa mnoho služieb rýchleho prototypovania pri výrobe produktov vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam a cenovej dostupnosti. Je použiteľný v elektrotechnickom a automobilovom priemysle pri výrobe dielov, ako sú kryty klávesníc, elektronické kryty a komponenty palubnej dosky automobilov.
Nylon
Nylon alebo polyamid je plastový polymér s nízkym trením s vysokou odolnosťou proti nárazu, chemikáliám a oderu. Jeho vynikajúce mechanické vlastnosti, ako je pevnosť (76 mPa), trvanlivosť a tvrdosť (116 R), ho robia veľmi vhodným pre CNC obrábanie a ďalej zlepšujú jeho využitie v automobilovom a medicínskom priemysle výroby dielov.
Pros
Vynikajúce mechanické vlastnosti.
Má vysokú pevnosť v ťahu.
Nákladovo efektívne.
Je to ľahký polymér.
Je tepelne a chemicky odolný.
Nevýhody
Má nízku rozmerovú stálosť.
Nylon ľahko absorbuje vlhkosť.
Je náchylný na silné minerálne kyseliny.
Aplikácie
Nylon je vysokovýkonný technický termoplast použiteľný na prototypovanie a výrobu skutočných dielov v medicínskom a automobilovom priemysle. Komponent vyrobený z CNC materiálu zahŕňa ložiská, podložky a rúrky.
Akryl
Akryl alebo PMMA (Poly Methyl Metakrylát) je obľúbený pri CNC obrábaní plastov vďaka svojim optickým vlastnostiam. Plastový polymér je priesvitný a odolný proti poškriabaniu, preto sa používa v odvetviach, ktoré vyžadujú takéto vlastnosti. Okrem toho má veľmi dobré mechanické vlastnosti, ktoré sa prejavujú v húževnatosti a odolnosti proti nárazu. Vďaka svojej lacnosti sa akrylové CNC obrábanie stalo alternatívou k plastovým polymérom, ako je polykarbonát a sklo.
Pros
Je ľahký.
Akryl je vysoko odolný voči chemikáliám a UV žiareniu.
Má vysokú opracovateľnosť.
Akryl má vysokú chemickú odolnosť.
Nevýhody
Nie je tak odolný voči teplu, nárazu a oderu.
Pri veľkom zaťažení môže prasknúť.
Nie je odolný voči chlórovaným/aromatickým organickým látkam.
Aplikácie
Akryl je použiteľný ako náhrada materiálov, ako je polykarbonát a sklo. Vďaka tomu je použiteľný v automobilovom priemysle na výrobu svetlovodov a krytov kontroliek automobilov a v iných odvetviach na výrobu solárnych panelov, prístreškov skleníkov atď.
POM
POM alebo Delrin (komerčný názov) je vysoko obrobiteľný CNC plastový materiál vybraný mnohými CNC obrábacími službami pre svoju vysokú pevnosť a odolnosť voči teplu, chemikáliám a opotrebovaniu. Existuje niekoľko tried Delrinu, ale väčšina priemyselných odvetví sa spolieha na Delrin 150 a 570, pretože sú rozmerovo stabilné.
Pros
Sú najlepšie opracovateľné zo všetkých CNC plastových materiálov.
Majú vynikajúcu chemickú odolnosť.
Majú vysokú rozmerovú stálosť.
Má vysokú pevnosť v ťahu a trvanlivosť, čo zaručuje dlhšiu životnosť.
Nevýhody
Má slabú odolnosť voči kyselinám.
Aplikácie
POM nachádza svoje uplatnenie v rôznych odvetviach. Napríklad v automobilovom sektore sa používa na výrobu komponentov bezpečnostných pásov. Priemysel zdravotníckych zariadení ich využíva na výrobu inzulínových pier, zatiaľ čo sektor spotrebného tovaru využíva POM na výrobu elektronických cigariet a vodomerov.
HDPE
Polyetylénový plast s vysokou hustotou je termoplast s vysokou odolnosťou voči stresu a korozívnym chemikáliám. Ponúka vynikajúce mechanické vlastnosti, ako je pevnosť v ťahu (4000PSI) a tvrdosť (R65) ako jeho náprotivok, LDPE ho nahrádza v aplikáciách s takýmito požiadavkami.
Pros
Ide o flexibilný opracovateľný plast.
Je vysoko odolný voči stresu a chemikáliám.
Má vynikajúce mechanické vlastnosti.
ABS má vysokú odolnosť, čo znamená dlhšiu životnosť.
Nevýhody
Má slabú UV odolnosť.
Aplikácie
HDPE Má rôzne aplikácie vrátane prototypovania, vytvárania ozubených kolies, ložísk, obalov, elektrickej izolácie a lekárskeho vybavenia. Je ideálny na prototypovanie, pretože sa dá rýchlo a ľahko opracovať a vďaka nízkej cene je skvelý na vytváranie viacerých iterácií. Okrem toho je to dobrý materiál pre prevody vďaka nízkemu koeficientu trenia a vysokej odolnosti proti opotrebovaniu a pre ložiská, pretože je samomazný a chemicky odolný.
LDPE
LDPE je húževnatý, flexibilný plastový polymér s dobrou chemickou odolnosťou a nízkou teplotou. Je široko použiteľný v priemysle výroby medicínskych dielov na výrobu protetiky a protetiky.
Pros
Je tvrdý a pružný.
Je vysoko odolný voči korózii.
Je ľahké utesniť pomocou tepelných techník, ako je zváranie.
Nevýhody
Nie je vhodný pre diely, ktoré vyžadujú odolnosť voči vysokej teplote.
Má nízku tuhosť a štrukturálnu pevnosť.
Aplikácie
LDPE sa často používa na výrobu vlastných ozubených kolies a mechanických komponentov, elektrických komponentov, ako sú izolátory a kryty pre elektronické zariadenia, a častí s lešteným alebo lesklým vzhľadom. Ba čo viac. jeho nízky koeficient trenia, vysoký izolačný odpor a trvanlivosť z neho robia ideálny materiál pre vysokovýkonné aplikácie.
Polykarbonát
PC je húževnatý, ale ľahký plastový polymér s tepelne retardačnými a elektrickými izolačnými vlastnosťami. Rovnako ako akryl môže nahradiť sklo vďaka svojej prirodzenej priehľadnosti.
Pros
Je účinnejší ako väčšina technických termoplastov.
Je prirodzene priehľadný a dokáže prepúšťať svetlo.
Veľmi dobre berie farbu.
Má vysokú pevnosť v ťahu a trvanlivosť.
PC je odolný voči zriedeným kyselinám, olejom a tukom.
Nevýhody
Po dlhšom vystavení vode nad 60°C degraduje.
Je náchylný na opotrebovanie uhľovodíkov.
Po dlhšom vystavení UV žiareniu časom zožltne.
Aplikácie
Na základe svojich svetelných vlastností môže polykarbonát nahradiť sklenený materiál. Preto sa používa pri výrobe ochranných okuliarov a CD/DVD diskov. Okrem toho je vhodný na výrobu chirurgických nástrojov a ističov.
Metódy CNC obrábania plastov
CNC obrábanie plastových dielov zahŕňa použitie počítačom riadeného stroja na odstránenie časti plastového polyméru na vytvorenie požadovaného produktu. Subtraktívny výrobný proces môže vytvoriť nespočetné množstvo dielov s úzkou toleranciou, jednotnosťou a presnosťou pomocou nasledujúcich metód.
CNC sústruženie
CNC sústruženie je technika obrábania, ktorá zahŕňa držanie obrobku na sústruhu a jeho otáčanie proti reznému nástroju otáčaním alebo otáčaním. Existuje tiež niekoľko typov CNC sústruženia, vrátane:
Pre veľké rezy je vhodné priame alebo valcové CNC sústruženie.
Kužeľové CNC sústruženie je vhodné na vytváranie dielov s kužeľovitými tvarmi.
Existuje niekoľko pokynov, ktoré môžete použiť pri CNC sústružení plastov, vrátane:
Uistite sa, že rezné hrany majú záporný sklon, aby sa minimalizovalo trenie.
Rezné hrany by mali mať veľký uhol reliéfu.
Vyleštite povrch obrobku pre lepšiu povrchovú úpravu a zníženie nánosov materiálu.
Znížte rýchlosť posuvu, aby ste zlepšili presnosť konečných rezov (použite rýchlosť posuvu 0,015 IPR pre hrubé rezy a 0,005 IPR pre presné rezy).
Uhol vôle, strany a sklonu prispôsobte plastovému materiálu.
CNC frézovanie
CNC frézovanie zahŕňa použitie frézy na odstránenie materiálu z obrobku, aby sa získala požadovaná časť. Existujú rôzne CNC frézky rozdelené na 3-osové frézy a viacosové frézy.
Na jednej strane sa 3-osová CNC fréza môže pohybovať v troch lineárnych osiach (zľava doprava, tam a späť, hore a dole). Vďaka tomu sa dobre hodí na vytváranie dielov s jednoduchým dizajnom. Na druhej strane, viacosové frézy sa môžu pohybovať vo viac ako troch osiach. Vďaka tomu je vhodný na CNC obrábanie plastových dielov s komplikovanou geometriou.
Existuje niekoľko pokynov, ktoré môžete použiť pri CNC frézovaní plastov, vrátane:
Obrábajte termoplast vystužený uhlíkom alebo sklom pomocou uhlíkových nástrojov.
Zvýšte otáčky vretena pomocou svoriek.
Znížte koncentráciu napätia vytvorením zaoblených vnútorných rohov.
Chladenie priamo na routeri na rozptýlenie tepla.
Zvoľte rýchlosť otáčania.
Plastové diely po frézovaní odhrňte na zlepšenie povrchovej úpravy.
CNC vŕtanie
Plastové CNC vŕtanie zahŕňa vytvorenie otvoru v plastovom obrobku pomocou vŕtačky namontovanej s vrtákom. Veľkosť a tvar vrtáka určujú veľkosť otvoru. Okrem toho hrá úlohu aj pri odstraňovaní triesok. Typy vŕtacích lisov, ktoré môžete použiť, zahŕňajú stolové, vzpriamené a radiálne.
Existuje niekoľko pokynov, ktoré môžete použiť pri CNC vŕtaní plastov, vrátane:
Uistite sa, že používate ostré CNC vrtáky, aby ste zabránili namáhaniu plastového obrobku.
Použite správny vrták. Napríklad vrták s uhlom 90 až 118° s uhlom ostria 9 až 15° je vhodný pre väčšinu termoplastov (v prípade akrylu použite sklon 0°).
Zabezpečte ľahké vyhadzovanie triesok výberom správneho vrtáka.
Použite chladiaci systém na zmiernenie väčšieho množstva generovaného počas procesu obrábania.
Ak chcete odstrániť CNC vŕtačku bez poškodenia, uistite sa, že hĺbka vŕtania je menšia ako trikrát alebo štyrikrát. priemer vrtáku. Taktiež znížte rýchlosť posuvu, keď vrták takmer vyšiel z materiálu.
Alternatívy k obrábaniu plastov
Okrem CNC obrábania plastových dielov môžu ako alternatívy slúžiť aj iné procesy rýchleho prototypovania. Medzi bežné patria:
Vstrekovanie
Toto je populárny proces hromadnej výroby na prácu s plastovými obrobkami. Vstrekovanie zahŕňa vytvorenie formy z hliníka alebo ocele v závislosti od faktorov, ako je životnosť. Potom sa roztavený plast vstrekuje do dutiny formy, ochladí sa a vytvorí požadovaný tvar.
Vstrekovanie plastov je vhodné pre prototypovanie aj výrobu reálnych dielov. Okrem toho je to cenovo výhodná metóda vhodná pre diely so zložitým a jednoduchým dizajnom. Okrem toho vstrekované diely takmer nevyžadujú dodatočnú prácu alebo povrchovú úpravu.
3D tlač
3D tlač je najbežnejšou metódou prototypovania používanou v malých podnikoch. Proces aditívnej výroby je nástroj rýchleho prototypovania, ktorý zahŕňa technológie ako stereoolitografia (SLA), modelovanie fúzovanej depozície (FDM) a selektívne laserové spekanie (SLS), ktoré sa používajú na opracovanie termoplastov, ako je nylon, PLA, ABS a ULTEM.
Každá technológia zahŕňa vytváranie 3D digitálnych modelov a vytváranie požadovaných častí vrstvu po vrstve. Je to ako obrábanie plastov CNC obrábaním, hoci na rozdiel od toho druhého spôsobuje menšie plytvanie materiálom. Okrem toho eliminuje potrebu nástrojov a je vhodnejší na výrobu dielov so zložitým dizajnom.
Vákuové liatie
Vákuové liatie alebo polyuretánové/uretánové liatie zahŕňa silikónové formy a živice na vytvorenie kópie hlavného vzoru. Proces rýchleho prototypovania je vhodný na vytváranie plastov vysokej kvality. Okrem toho sú kópie použiteľné pri vizualizácii nápadov alebo riešení nedostatkov v dizajne.
Priemyselné aplikácie CNC obrábania plastov
Plastové CNC obrábanie je široko použiteľné vďaka výhodám, ako je presnosť, presnosť a úzka tolerancia. Bežné priemyselné aplikácie tohto procesu zahŕňajú:
Lekársky priemysel
CNC obrábanie plastov je v súčasnosti použiteľné pri výrobe medicínskych obrábaných dielov, ako sú protetické končatiny a umelé srdcia. Jeho vysoký stupeň presnosti a opakovateľnosti mu umožňuje spĺňať prísne bezpečnostné normy požadované v tomto odvetví. Okrem toho existuje nespočetné množstvo materiálových možností a vytvára zložité tvary.
Automobilové komponenty
Dizajnéri a inžinieri automobilov používajú CNC obrábanie plastov na výrobu automobilových komponentov a prototypov v reálnom čase. Plast je široko použiteľný v priemysle pri výrobe vlastných cnc plastových dielov, ako sú prístrojové dosky, vďaka svojej nízkej hmotnosti, ktorá znižuje spotrebu paliva. Okrem toho je plast odolný voči korózii a opotrebovaniu, s ktorým sa stretáva väčšina automobilových komponentov. Okrem toho je plast ľahko tvarovateľný do zložitých tvarov.
Letecké diely
Výroba dielov pre letectvo a kozmonautiku si vyžaduje výrobnú metódu, ktorá má vysokú presnosť a úzke tolerancie. V dôsledku toho sa priemysel rozhodne pre CNC obrábanie pri navrhovaní, testovaní a konštrukcii rôznych súčastí obrábaných v letectve. Plastové materiály sú použiteľné vďaka ich vhodnosti pre zložité tvary, pevnosti, nízkej hmotnosti a vysokej chemickej odolnosti a tepelnej odolnosti.
Elektronický priemysel
Elektronický priemysel tiež uprednostňuje CNC obrábanie plastov vďaka vysokej presnosti a opakovateľnosti. V súčasnosti sa tento proces používa na výrobu CNC-obrábaných plastových elektronických súčiastok, ako sú drôtené kryty, klávesnice zariadení a LCD obrazovky.
Kedy zvoliť CNC obrábanie plastov
Výber z mnohých procesov výroby plastov uvedených vyššie môže byť náročný. Výsledkom je, že nižšie je niekoľko úvah, ktoré vám môžu pomôcť rozhodnúť sa, či je pre váš projekt lepšie procesom CNC obrábanie plastov:
Ak je dizajn plastového prototypu s prísnou toleranciou
CNC obrábanie plastov je lepšou metódou na výrobu dielov s dizajnom vyžadujúcim úzke tolerancie. Bežná CNC fréza môže dosiahnuť tesnú toleranciu asi 4 μm.
Ak plastový prototyp vyžaduje kvalitnú povrchovú úpravu
CNC stroj ponúka vysokokvalitnú povrchovú úpravu, vďaka čomu je vhodný, ak váš projekt nevyžaduje dodatočný proces povrchovej úpravy. Je to na rozdiel od 3D tlače, ktorá počas tlače zanecháva stopy po vrstvách.
Ak plastový prototyp vyžaduje špeciálne materiály
CNC obrábanie plastov možno použiť na výrobu dielov zo širokej škály plastových materiálov, vrátane tých so špeciálnymi vlastnosťami, ako je odolnosť voči vysokej teplote, vysoká pevnosť alebo vysoká chemická odolnosť. Vďaka tomu je ideálnou voľbou na vytváranie prototypov so špecializovanými požiadavkami.
Ak sú vaše produkty v štádiu testovania
CNC obrábanie sa spolieha na 3D modely, ktoré sa ľahko menia. Keďže testovacia fáza si vyžaduje neustále úpravy, CNC obrábanie umožňuje dizajnérom a výrobcom vytvárať funkčné plastové prototypy na testovanie a odstraňovanie konštrukčných chýb.
· Ak potrebujete ekonomickú možnosť
Podobne ako iné výrobné metódy, aj CNC obrábanie plastov je vhodné na výrobu dielov s nízkymi nákladmi. Plasty sú lacnejšie ako kovy a iné materiály, ako sú kompozity. Navyše, počítačové numerické riadenie je presnejšie a proces je vhodný pre komplexný dizajn.
Záver
CNC obrábanie plastov je priemyselne široko akceptovaný proces vďaka svojej presnosti, rýchlosti a vhodnosti na výrobu dielov s úzkou toleranciou. Tento článok hovorí o rôznych CNC obrábacích materiáloch kompatibilných s procesom, dostupných technikách a ďalších veciach, ktoré môžu pomôcť vášmu projektu.
Výber správnej techniky obrábania môže byť veľmi náročný, čo si vyžaduje, aby ste zadali dodávateľovi plastových CNC služieb. V GuanSheng ponúkame zákazkové služby CNC obrábania plastov a môžeme vám pomôcť vyrobiť rôzne diely na prototypovanie alebo použitie v reálnom čase na základe vašich požiadaviek.
Máme niekoľko plastových materiálov vhodných na CNC obrábanie s prísnym a efektívnym výberovým procesom. Okrem toho môže náš inžiniersky tím poskytnúť profesionálne poradenstvo pri výbere materiálu a návrh dizajnu. Nahrajte svoj dizajn ešte dnes a získajte okamžité cenové ponuky a bezplatnú analýzu DfM za konkurencieschopnú cenu.
Čas odoslania: 13. novembra 2023