Често срещано изображение на CNC обработка, повечето пъти, включва работа с метален детайл. Обработката с ЦПУ обаче не само е широко приложима за пластмаси, но обработката на пластмаси с ЦПУ също е един от обичайните процеси на обработка в няколко индустрии.
Приемането на машинната обработка на пластмаси като производствен процес се дължи на широкия набор от налични пластмасови CNC материали. Освен това, с въвеждането на цифрово компютърно управление, процесът става по-точен, по-бърз и подходящ за изработване на части с тесен толеранс. Колко знаете за CNC обработката на пластмаса? Тази статия обсъжда материалите, съвместими с процеса, наличните техники и други неща, които могат да помогнат на вашия проект.
Пластмаси за CNC обработка
Много обработваеми пластмаси са подходящи за производство на части и продукти, произвеждани от няколко индустрии. Използването им зависи от свойствата им, като някои пластмаси, които могат да се обработват, като найлон, имат отлични механични свойства, които им позволяват да заменят металите. По-долу са най-често срещаните пластмаси за обработка на пластмаси по поръчка:
ABS:
Акрилонитрил бутадиен стирен, или ABS, е лек CNC материал, известен със своята устойчивост на удар, здравина и висока обработваемост. Въпреки че може да се похвали с добри механични свойства, неговата ниска химическа стабилност е очевидна в неговата чувствителност към греси, алкохоли и други химически разтворители. Също така термичната стабилност на чистия ABS (т.е. ABS без добавки) е ниска, тъй като пластмасовият полимер ще изгори дори след отстраняване на пламъка.
плюсове
Той е лек, без да губи своята механична здравина.
Пластмасовият полимер е много подходящ за машинна обработка, което го прави много популярен материал за бързо създаване на прототипи.
ABS има подходяща ниска точка на топене (това е важно за други процеси за бързо създаване на прототипи, като 3D печат и леене под налягане).
Има висока якост на опън.
ABS има висока издръжливост, което означава по-дълъг живот.
Той е достъпен.
минуси
Той отделя горещи пластмасови изпарения, когато е подложен на топлина.
Нуждаете се от подходяща вентилация, за да предотвратите натрупването на такива газове.
Има ниска точка на топене, която може да причини деформация от топлината, генерирана от CNC машината.
Приложения
ABS е много популярна инженерна термопластмаса, използвана от много услуги за бързо прототипиране при производството на продукти поради отличните си свойства и достъпна цена. Приложим е в електрическата и автомобилната промишленост при направата на части като капачки за клавиатури, електронни кутии и компоненти на таблото на автомобила.
Найлон
Найлонът или полиамидът е пластмасов полимер с ниско триене с висока устойчивост на удар, химикали и абразия. Неговите отлични механични свойства, като здравина (76mPa), издръжливост и твърдост (116R), го правят много подходящ за обработка с ЦПУ и допълнително подобряват приложението му в автомобилната и медицинската промишленост за производство на части.
плюсове
Отлични механични свойства.
Има висока якост на опън.
Рентабилно.
Това е лек полимер.
Устойчив е на топлина и химикали.
минуси
Има ниска стабилност на размерите.
Найлонът може лесно да поеме влага.
Податлив е на силни минерални киселини.
Приложения
Найлонът е високоефективен инженерен термопласт, приложим за прототипиране и производство на реални части в медицинската и автомобилната промишленост. Компонентът, произведен от CNC материал, включва лагери, шайби и тръби.
Акрил
Акрилът или PMMA (полиметилметакрилат) е популярен при обработката на пластмаса с ЦПУ поради своите оптични свойства. Пластмасовият полимер е полупрозрачен и устойчив на надраскване, оттук и приложенията му в индустрии, които изискват такива свойства. Освен това, той има много добри механични свойства, очевидни в неговата здравина и устойчивост на удар. Със своята евтиност акрилната CNC обработка се превърна в алтернатива на пластмасовите полимери като поликарбонат и стъкло.
плюсове
Той е лек.
Акрилът е силно химически и UV устойчив.
Има висока обработваемост.
Акрилът има висока химическа устойчивост.
минуси
Не е толкова устойчив на топлина, удар и абразия.
Може да се спука при голямо натоварване.
Не е устойчив на хлорирани/ароматни органични вещества.
Приложения
Акрилът е приложим при заместване на материали като поликарбонат и стъкло. В резултат на това той е приложим в автомобилната индустрия за производство на светлинни тръби и капаци на автомобилни индикатори и в други индустрии за производство на слънчеви панели, навеси за оранжерии и др.
POM
POM или Delrin (търговско наименование) е високо подлежащ на механична обработка пластмасов материал с ЦПУ, избран от много услуги за обработка с ЦПУ поради неговата висока якост и устойчивост на топлина, химикали и износване/разкъсване. Има няколко степени на Delrin, но повечето индустрии разчитат на Delrin 150 и 570, тъй като те са стабилни по размери.
плюсове
Те са най-обработваемите от всички CNC пластмасови материали.
Имат отлична химическа устойчивост.
Имат висока стабилност на размерите.
Има висока якост на опън и издръжливост, което гарантира по-дълъг живот.
минуси
Има слаба устойчивост на киселини.
Приложения
POM намира своето приложение в различни индустрии. Например в автомобилния сектор се използва за производство на компоненти за предпазни колани. Индустрията за медицинско оборудване го използва за производство на инсулинови писалки, докато секторът на потребителските стоки използва POM за производство на електронни цигари и водомери.
HDPE
Полиетиленовата пластмаса с висока плътност е термопласт с висока устойчивост на стрес и корозивни химикали. Той предлага отлични механични свойства като якост на опън (4000PSI) и твърдост (R65) в сравнение със своя аналог, като LDPE го замества в приложения с такива изисквания.
плюсове
Това е гъвкава пластмаса, която може да се обработва.
Има висока устойчивост на стрес и химикали.
Има отлични механични свойства.
ABS има висока издръжливост, което означава по-дълъг живот.
минуси
Има слаба UV устойчивост.
Приложения
HDPE Има различни приложения, включително създаване на прототипи, създаване на зъбни колела, лагери, опаковки, електрическа изолация и медицинско оборудване. Той е идеален за създаване на прототипи, тъй като може да се обработва бързо и лесно, а ниската му цена го прави чудесен за създаване на множество итерации. Освен това е добър материал за зъбни колела поради ниския си коефициент на триене и висока износоустойчивост, както и за лагери, защото е самосмазващ се и химически устойчив.
LDPE
LDPE е здрав, гъвкав пластмасов полимер с добра химическа устойчивост и ниска температура. Той е широко приложим в индустрията за производство на медицински части за производство на протези и ортопеди.
плюсове
Той е здрав и гъвкав.
Той е силно устойчив на корозия.
Лесно се запечатва с помощта на топлинни техники като заваряване.
минуси
Не е подходящ за части, които изискват устойчивост на висока температура.
Има ниска твърдост и структурна здравина.
Приложения
LDPE често се използва за производство на персонализирани зъбни колела и механични компоненти, електрически компоненти като изолатори и корпуси за електронни устройства и части с полиран или лъскав външен вид. Нещо повече. неговият нисък коефициент на триене, висока устойчивост на изолация и издръжливост го правят идеален материал за приложения с висока производителност.
Поликарбонат
PC е здрав, но лек пластмасов полимер със забавящи топлината и електроизолационни свойства. Подобно на акрила, той може да замени стъклото поради естествената си прозрачност.
плюсове
Той е по-ефективен от повечето инженерни термопласти.
Той е естествено прозрачен и може да пропуска светлина.
Поема цвета много добре.
Има висока якост на опън и издръжливост.
PC е устойчив на разредени киселини, масла и греси.
минуси
Разгражда се след продължително излагане на вода над 60°C.
Податлив е на въглеводородно износване.
Пожълтява с течение на времето след продължително излагане на UV лъчи.
Приложения
Въз основа на своите леки свойства поликарбонатът може да замени стъкления материал. Следователно, той се използва при производството на предпазни очила и CD/DVD дискове. Освен това, той е подходящ за изработка на хирургически инструменти и прекъсвачи.
Методи за CNC обработка на пластмаса
CNC обработката на пластмасови части включва използване на компютърно контролирана машина за отстраняване на част от пластмасовия полимер, за да се образува желаният продукт. Субтрактивният производствен процес може да създаде безброй части със строг допуск, еднаквост и точност, като се използват следните методи.
CNC струговане
CNC струговането е техника на обработка, която включва задържане на детайла на струг и въртенето му срещу режещия инструмент чрез въртене или завъртане. Има и няколко вида CNC струговане, включително:
Право или цилиндрично CNC струговане е подходящо за големи разрези.
Конусното CNC струговане е подходящо за създаване на детайли с конусовидна форма.
Има няколко насоки, които можете да използвате при CNC струговане на пластмаса, включително:
Уверете се, че режещите ръбове имат отрицателен обратен наклон, за да минимизирате триенето.
Режещите ръбове трябва да имат голям релефен ъгъл.
Полирайте повърхността на детайла за по-добро покритие на повърхността и намалено натрупване на материал.
Намалете скоростта на подаване, за да подобрите прецизността на крайните срезове (използвайте скорост на подаване от 0,015 IPR за груби срезове и 0,005 IPR за прецизни срезове).
Приспособете хлабината, страничните и наклонените ъгли към пластмасовия материал.
CNC фрезоване
CNC фрезоването включва използването на фреза за отстраняване на материала от детайла, за да се получи необходимата част. Има различни CNC фрезови машини, разделени на 3-осни и многоосни фрези.
От една страна, 3-осна CNC фреза може да се движи по три линейни оси (отляво надясно, напред и назад, нагоре и надолу). В резултат на това той е много подходящ за създаване на части с прост дизайн. От друга страна, многоосните мелници могат да се движат в повече от три оси. В резултат на това е подходящ за CNC обработка на пластмасови части със сложни геометрии.
Има няколко насоки, които можете да използвате при CNC фрезоване на пластмаса, включително:
Обработвайте термопласт, подсилен с въглерод или стъкло с въглеродни инструменти.
Увеличете скоростта на шпиндела с помощта на скоби.
Намалете концентрацията на напрежение чрез създаване на заоблени вътрешни ъгли.
Охлаждане директно на рутера за разпръскване на топлина.
Изберете скорост на въртене.
Почистете пластмасовите части след фрезоването, за да подобрите повърхностната обработка.
CNC пробиване
Пластмасовото CNC пробиване включва създаване на отвор в пластмасов детайл с помощта на бормашина, монтирана със свредло. Размерът и формата на свредлото определят размера на отвора. Освен това, той също играе роля при евакуацията на чипа. Видовете бормашини, които можете да използвате, включват настолна, изправена и радиална.
Има няколко насоки, които можете да използвате при пробиване на пластмаса с ЦПУ, включително:
Уверете се, че използвате остри CNC свредла, за да избегнете натоварването върху пластмасовия детайл.
Използвайте правилното свредло. Например, свредло от 90 до 118° с ъгъл на устните от 9 до 15° е подходящо за повечето термопластмаси (за акрил използвайте гребло от 0°).
Осигурете лесно изхвърляне на стружки, като изберете правилното свредло.
Използвайте система за охлаждане, за да намалите генерираните по време на процеса на обработка.
За да премахнете CNC бормашината без повреда, уверете се, че дълбочината на пробиване е по-малка от три или четири пъти. диаметъра на свредлото. Освен това намалете скоростта на подаване, когато свредлото почти е излязло от материала.
Алтернативи на обработката на пластмаси
Освен обработката на пластмасови детайли с ЦПУ, други процеси за бързо създаване на прототипи могат да служат като алтернатива. Често срещаните включват:
Инжекционно формоване
Това е популярен процес за масово производство за работа с пластмасови детайли. Инжекционното формоване включва създаване на матрица от алуминий или стомана в зависимост от фактори като дълголетие. След това разтопената пластмаса се инжектира в кухината на формата, охлажда се и оформя желаната форма.
Пластмасовото шприцоване е подходящо както за създаване на прототипи, така и за производство на реални части. Освен това, това е рентабилен метод, подходящ за части със сложен и прост дизайн. Освен това шприцованите части почти не изискват допълнителна работа или повърхностна обработка.
3D печат
3D принтирането е най-разпространеният метод за създаване на прототипи, използван в малкия бизнес. Процесът на адитивно производство е инструмент за бързо създаване на прототипи, включващ технологии като стереолитография (SLA), моделиране на разтопено отлагане (FDM) и селективно лазерно синтероване (SLS), използвани за работа върху термопласти като найлон, PLA, ABS и ULTEM.
Всяка технология включва създаване на 3D цифрови модели и изграждане на желаните части слой по слой. Това е като CNC обработка на пластмаса, въпреки че води до по-малък разход на материал, за разлика от последния. Освен това, той елиминира нуждата от инструменти и е по-подходящ за изработване на части със сложен дизайн.
Вакуумно леене
Вакуумното леене или леенето на полиуретан/уретан включва силиконови форми и смоли, за да се направи копие на главния модел. Бързият процес на прототипиране е подходящ за създаване на пластмаса с високо качество. Освен това, копията са приложими при визуализиране на идеи или отстраняване на дефекти в дизайна.
Индустриални приложения на CNC обработка на пластмаси
CNC обработката на пластмаса е широко приложима поради предимства като точност, прецизност и строга толерантност. Обичайните индустриални приложения на процеса включват:
Медицинска индустрия
CNC обработката на пластмаса в момента е приложима при производството на медицински машинни части като протези на крайници и изкуствени сърца. Неговата висока степен на точност и повторяемост му позволява да отговаря на строгите стандарти за безопасност, изисквани от индустрията. Освен това има безброй опции за материали и създава сложни форми.
Автомобилни компоненти
И дизайнерите, и инженерите на автомобили използват CNC обработка на пластмаса, за да правят автомобилни компоненти и прототипи в реално време. Пластмасата е широко приложима в индустрията при изработването на пластмасови части с ЦПУ по поръчка, като табла за управление, поради лекото си тегло, което намалява разхода на гориво. Освен това пластмасата е устойчива на корозия и износване, на които са подложени повечето автомобилни компоненти. Освен това, пластмасата лесно се формова в сложни форми.
Аерокосмически части
Производството на аерокосмически части изисква метод на производство, който има висока точност и строги допуски. В резултат на това индустрията избира CNC машинна обработка при проектиране, тестване и изграждане на различни авиокосмически машинни части. Пластмасовите материали са приложими поради тяхната пригодност за сложни форми, здравина, леки и високи химикали и устойчивост на топлина.
Електронна индустрия
Електронната индустрия също предпочита CNC обработката на пластмаса поради високата си прецизност и повторяемост. Понастоящем процесът се използва за производство на пластмасови електронни части с ЦПУ, като кабелни кутии, клавиатури на устройства и LCD екрани.
Кога да изберете CNC обработка на пластмаса
Изборът от многото процеси за производство на пластмаса, обсъдени по-горе, може да бъде предизвикателство. В резултат на това по-долу са дадени няколко съображения, които могат да ви помогнат да решите дали обработката на пластмаса с ЦПУ е по-добрият процес за вашия проект:
Пластмасов прототипен дизайн с строга толерантност
CNC обработката на пластмаса е по-добрият метод за изработване на части с дизайн, изискващ тесни допуски. Една конвенционална CNC фреза може да постигне строг толеранс от около 4 μm.
Ако пластмасовият прототип изисква качествено покритие на повърхността
CNC машината предлага висококачествена повърхностна обработка, което я прави подходяща, ако вашият проект не се нуждае от допълнителен процес на повърхностна обработка. Това е различно от 3D печатането, което оставя белези по слоевете по време на печатане.
Ако пластмасовият прототип изисква специални материали
Пластмасовата CNC обработка може да се използва за производство на части от широка гама пластмасови материали, включително такива със специални свойства като устойчивост на висока температура, висока якост или висока химическа устойчивост. Това го прави идеален избор за създаване на прототипи със специализирани изисквания.
Ако вашите продукти са в етап на тестване
CNC обработката разчита на 3D модели, които лесно се променят. Тъй като етапът на тестване изисква постоянна модификация, обработката с ЦПУ позволява на дизайнерите и производителите да създават функционални пластмасови прототипи за тестване и отстраняване на грешки в дизайна.
· Ако имате нужда от икономичен вариант
Подобно на други производствени методи, обработката на пластмаса с ЦПУ е подходяща за рентабилно производство на части. Пластмасите са по-евтини от металите и други материали, като например композити. Освен това компютърното цифрово управление е по-точно и процесът е подходящ за сложен дизайн.
Заключение
Обработката на пластмаса с ЦПУ е широко разпространен индустриален процес поради своята точност, бързина и пригодност за изработване на части с тесен толеранс. Тази статия говори за различните материали за CNC обработка, съвместими с процеса, наличните техники и други неща, които могат да помогнат на вашия проект.
Изборът на правилната техника за обработка може да бъде много предизвикателство, което налага да възложите на доставчик на пластмасови CNC услуги. В GuanSheng ние предлагаме персонализирани услуги за CNC обработка на пластмаса и можем да ви помогнем да направите различни части за прототипиране или използване в реално време въз основа на вашите изисквания.
Разполагаме с няколко пластмасови материала, подходящи за CNC обработка със строг и рационализиран процес на подбор. Освен това нашият инженерен екип може да предостави професионален съвет за избор на материал и предложение за дизайн. Качете своя дизайн днес и получете незабавни оферти и безплатен DfM анализ на конкурентна цена.
Време на публикуване: 13 ноември 2023 г