Běžné zobrazení CNC obrábění většinou zahrnuje práci s kovovým obrobkem. CNC obrábění je však nejen široce použitelné pro plasty, ale CNC obrábění plastů je také jedním z běžných obráběcích procesů v několika průmyslových odvětvích.
Přijetí obrábění plastů jako výrobního procesu je způsobeno širokou škálou dostupných plastových CNC materiálů. Navíc se zavedením počítačového numerického řízení se proces stává přesnějším, rychlejším a vhodným pro výrobu dílů s úzkou tolerancí. Kolik toho víte o CNC obrábění plastů? Tento článek popisuje materiály kompatibilní s procesem, dostupné techniky a další věci, které mohou pomoci vašemu projektu.
Plasty pro CNC obrábění
Mnoho obrobitelných plastů je vhodných pro výrobu dílů a produktů, které vyrábí několik průmyslových odvětví. Jejich použití závisí na jejich vlastnostech, přičemž některé obrobitelné plasty, jako je nylon, mají vynikající mechanické vlastnosti, které jim umožňují nahradit kovy. Níže jsou uvedeny nejběžnější plasty pro vlastní obrábění plastů:
ABS:
Akrylonitrilbutadienstyren neboli ABS je lehký CNC materiál známý pro svou odolnost proti nárazu, pevnost a vysokou obrobitelnost. Přestože se může pochlubit dobrými mechanickými vlastnostmi, jeho nízká chemická stabilita je zřejmá v jeho náchylnosti k tukům, alkoholům a dalším chemickým rozpouštědlům. Také tepelná stabilita čistého ABS (tj. ABS bez přísad) je nízká, protože plastový polymer bude hořet i po odstranění plamene.
Pros
Je lehký, aniž by ztratil svou mechanickou pevnost.
Plastový polymer je vysoce obrobitelný, což z něj činí velmi oblíbený materiál pro rychlé prototypování.
ABS má vhodný nízký bod tání (to je důležité pro jiné procesy rychlého prototypování, jako je 3D tisk a vstřikování).
Má vysokou pevnost v tahu.
ABS má vysokou odolnost, což znamená delší životnost.
Je cenově dostupný.
Nevýhody
Při vystavení teplu uvolňuje horké plastové výpary.
Abyste zabránili hromadění takových plynů, potřebujete správné větrání.
Má nízký bod tání, který může způsobit deformaci teplem generovaným CNC strojem.
Aplikace
ABS je velmi oblíbený technický termoplast používaný v mnoha službách rychlého prototypování při výrobě produktů díky svým vynikajícím vlastnostem a cenové dostupnosti. Je použitelný v elektrotechnickém a automobilovém průmyslu při výrobě dílů, jako jsou krytky klávesnic, elektronické kryty a komponenty palubní desky automobilů.
Nylon
Nylon nebo polyamid je plastový polymer s nízkým třením a vysokou odolností proti nárazu, chemikáliím a oděru. Jeho vynikající mechanické vlastnosti, jako je pevnost (76 mPa), odolnost a tvrdost (116 R), jej činí vysoce vhodným pro CNC obrábění a dále zlepšují jeho použití v automobilovém a zdravotnickém průmyslu.
Pros
Vynikající mechanické vlastnosti.
Má vysokou pevnost v tahu.
Nákladově efektivní.
Jedná se o lehký polymer.
Je tepelně a chemicky odolný.
Nevýhody
Má nízkou rozměrovou stálost.
Nylon snadno absorbuje vlhkost.
Je citlivý na silné minerální kyseliny.
Aplikace
Nylon je vysoce výkonný technický termoplast použitelný pro prototypování a výrobu skutečných dílů v lékařském a automobilovém průmyslu. Komponenty vyrobené z CNC materiálu zahrnují ložiska, podložky a trubky.
Akryl
Akryl nebo PMMA (Poly Methyl Methakrylát) je oblíbený v CNC obrábění plastů díky svým optickým vlastnostem. Plastový polymer je průsvitný a odolný proti poškrábání, proto se používá v průmyslových odvětvích, která takové vlastnosti vyžadují. Kromě toho má velmi dobré mechanické vlastnosti, které se projevují v houževnatosti a odolnosti proti nárazu. Díky své levnosti se akrylové CNC obrábění stalo alternativou k plastovým polymerům, jako je polykarbonát a sklo.
Pros
Je lehký.
Akryl je vysoce odolný vůči chemikáliím a UV záření.
Má vysokou obrobitelnost.
Akryl má vysokou chemickou odolnost.
Nevýhody
Není tak odolný vůči teplu, nárazu a oděru.
Při velkém zatížení může prasknout.
Není odolný vůči chlorovaným/aromatickým organickým látkám.
Aplikace
Akryl je použitelný jako náhrada materiálů, jako je polykarbonát a sklo. Díky tomu je použitelný v automobilovém průmyslu pro výrobu světlovodů a krytů kontrolek automobilů a v dalších průmyslových odvětvích pro výrobu solárních panelů, přístřešků skleníků atd.
POM
POM nebo Delrin (komerční název) je vysoce obrobitelný CNC plastový materiál vybraný mnoha CNC obráběcími službami pro svou vysokou pevnost a odolnost vůči teplu, chemikáliím a opotřebení. Existuje několik druhů Delrinu, ale většina průmyslových odvětví spoléhá na Delrin 150 a 570, protože jsou rozměrově stabilní.
Pros
Jsou nejlépe obrobitelné ze všech CNC plastových materiálů.
Mají vynikající chemickou odolnost.
Mají vysokou rozměrovou stálost.
Má vysokou pevnost v tahu a odolnost, což zajišťuje delší životnost.
Nevýhody
Má špatnou odolnost vůči kyselinám.
Aplikace
POM nachází své uplatnění napříč různými průmyslovými odvětvími. Například v automobilovém průmyslu se používá k výrobě součástí bezpečnostních pásů. Průmysl lékařských zařízení jej využívá k výrobě inzulínových per, zatímco sektor spotřebního zboží využívá POM k výrobě elektronických cigaret a vodoměrů.
HDPE
Polyethylenový plast s vysokou hustotou je termoplast s vysokou odolností vůči namáhání a korozivním chemikáliím. Nabízí vynikající mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu (4000PSI) a tvrdost (R65) než jeho protějšek, LDPE jej nahrazuje v aplikacích s takovými požadavky.
Pros
Jedná se o pružný obrobitelný plast.
Je vysoce odolný vůči stresu a chemikáliím.
Má výborné mechanické vlastnosti.
ABS má vysokou odolnost, což znamená delší životnost.
Nevýhody
Má špatnou UV odolnost.
Aplikace
HDPE Má různé aplikace, včetně prototypování, vytváření ozubených kol, ložisek, balení, elektrické izolace a lékařského vybavení. Je ideální pro prototypování, protože jej lze rychle a snadno obrábět a díky nízké ceně je skvělý pro vytváření více iterací. Kromě toho je to dobrý materiál pro ozubená kola díky nízkému koeficientu tření a vysoké odolnosti proti opotřebení a pro ložiska, protože je samomazný a chemicky odolný.
LDPE
LDPE je houževnatý, pružný plastový polymer s dobrou chemickou odolností a nízkou teplotou. Je široce použitelný v průmyslu výroby lékařských dílů pro výrobu protetiky a ortotiky.
Pros
Je tvrdý a pružný.
Je vysoce odolný proti korozi.
Je snadné utěsnit pomocí tepelných technik, jako je svařování.
Nevýhody
Není vhodný pro díly, které vyžadují odolnost vůči vysokým teplotám.
Má nízkou tuhost a strukturální pevnost.
Aplikace
LDPE se často používá k výrobě vlastních ozubených kol a mechanických součástí, elektrických součástí, jako jsou izolátory a pouzdra pro elektronická zařízení, a dílů s leštěným nebo lesklým vzhledem. A co víc. jeho nízký koeficient tření, vysoký izolační odpor a trvanlivost z něj činí ideální materiál pro vysoce výkonné aplikace.
Polykarbonát
PC je houževnatý, ale lehký plastový polymer s tepelně zpomalujícími a elektricky izolačními vlastnostmi. Stejně jako akryl může nahradit sklo díky své přirozené průhlednosti.
Pros
Je účinnější než většina technických termoplastů.
Je přirozeně průhledný a dokáže propouštět světlo.
Velmi dobře se barví.
Má vysokou pevnost v tahu a trvanlivost.
PC je odolný vůči zředěným kyselinám, olejům a tukům.
Nevýhody
Při dlouhodobém působení vody nad 60°C degraduje.
Je náchylný k opotřebení uhlovodíkem.
Po delším vystavení UV záření časem zežloutne.
Aplikace
Na základě svých světelných vlastností může polykarbonát nahradit skleněný materiál. Proto se používá při výrobě ochranných brýlí a CD/DVD. Kromě toho je vhodný pro výrobu chirurgických nástrojů a jističů.
Metody CNC obrábění plastů
CNC obrábění plastových dílů zahrnuje použití počítačem řízeného stroje k odstranění části plastového polymeru za účelem vytvoření požadovaného produktu. Subtraktivní výrobní proces může vytvořit nesčetné množství dílů s úzkou tolerancí, jednotností a přesností pomocí následujících metod.
CNC soustružení
CNC soustružení je technika obrábění, která zahrnuje držení obrobku na soustruhu a jeho otáčení proti řeznému nástroji otáčením nebo soustružením. Existuje také několik typů CNC soustružení, včetně:
Pro velké řezy je vhodné přímé nebo válcové CNC soustružení.
Kuželové CNC soustružení je vhodné pro vytváření dílů s kuželovitými tvary.
Existuje několik pokynů, které můžete použít při CNC soustružení plastů, včetně:
Ujistěte se, že řezné hrany mají záporný sklon, aby se minimalizovalo tření.
Řezné hrany by měly mít velký úhel odlehčení.
Vyleštěte povrch obrobku pro lepší povrchovou úpravu a snížení usazování materiálu.
Snižte rychlost posuvu, abyste zlepšili přesnost konečných řezů (použijte rychlost posuvu 0,015 IPR pro hrubé řezy a 0,005 IPR pro přesné řezy).
Přizpůsobte vůli, boční úhly a úhly čela plastovému materiálu.
CNC frézování
CNC frézování zahrnuje použití frézy k odstranění materiálu z obrobku, aby se získala požadovaná součást. Existují různé CNC frézky rozdělené na 3osé frézy a víceosé frézy.
Na jedné straně se 3osá CNC frézka může pohybovat ve třech lineárních osách (zleva doprava, tam a zpět, nahoru a dolů). Díky tomu se dobře hodí pro vytváření dílů s jednoduchým designem. Na druhou stranu se víceosé frézy mohou pohybovat ve více než třech osách. Díky tomu je vhodný pro CNC obrábění plastových dílů s komplikovanou geometrií.
Existuje několik pokynů, které můžete použít při CNC frézování plastů, včetně:
Obrobte termoplast vyztužený uhlíkem nebo sklem pomocí uhlíkových nástrojů.
Zvyšte otáčky vřetena pomocí svorek.
Snižte koncentraci napětí vytvořením zaoblených vnitřních rohů.
Chlazení přímo na routeru pro rozptýlení tepla.
Zvolte rychlost otáčení.
Plastové díly po frézování odhrotujte pro zlepšení povrchové úpravy.
CNC vrtání
Plastové CNC vrtání zahrnuje vytvoření otvoru v plastovém obrobku pomocí vrtáku namontovaného s vrtákem. Velikost a tvar vrtáku určují velikost otvoru. Kromě toho také hraje roli při odvádění třísek. Mezi typy vrtaček, které můžete použít, patří stolní, svislé a radiální.
Existuje několik pokynů, které můžete použít při vrtání plastů CNC, včetně:
Ujistěte se, že používáte ostré CNC vrtáky, aby nedošlo k namáhání plastového obrobku.
Použijte správný vrták. Například vrták 90 až 118° s úhlem břitu 9 až 15° je vhodný pro většinu termoplastů (pro akryl použijte sklon 0°).
Zajistěte snadné vyhazování třísek výběrem správného vrtáku.
Použijte chladicí systém ke snížení většího množství generovaného během procesu obrábění.
Chcete-li CNC vrták vyjmout bez poškození, zajistěte, aby hloubka vrtání byla menší než třikrát nebo čtyřikrát. průměr vrtáku. Také snižte rychlost posuvu, když vrták téměř vyjede z materiálu.
Alternativy k obrábění plastů
Kromě CNC obrábění plastových dílů mohou jako alternativy sloužit další procesy rychlého prototypování. Mezi běžné patří:
Vstřikování
Jedná se o oblíbený proces hromadné výroby pro práci s plastovými obrobky. Vstřikování zahrnuje vytvoření formy z hliníku nebo oceli v závislosti na faktorech, jako je životnost. Poté se roztavený plast vstříkne do dutiny formy, ochladí se a vytvoří požadovaný tvar.
Vstřikování plastů je vhodné jak pro prototypování, tak pro výrobu skutečných dílů. Kromě toho je to nákladově efektivní metoda vhodná pro díly se složitými a jednoduchými konstrukcemi. Kromě toho díly vyrobené vstřikováním téměř nevyžadují další práci nebo povrchovou úpravu.
3D tisk
3D tisk je nejběžnější metodou prototypování používanou v malých podnicích. Proces aditivní výroby je nástroj pro rychlé prototypování, který zahrnuje technologie, jako je stereoolitografie (SLA), modelování fúzovaného depozice (FDM) a selektivní laserové sintrování (SLS) používané pro práci na termoplastech, jako je nylon, PLA, ABS a ULTEM.
Každá technologie zahrnuje vytváření 3D digitálních modelů a vytváření požadovaných dílů vrstvu po vrstvě. Je to jako CNC obrábění plastů, i když na rozdíl od toho druhého způsobuje menší plýtvání materiálem. Kromě toho eliminuje potřebu nástrojů a je vhodnější pro výrobu součástí se složitými konstrukcemi.
Vakuové lití
Vakuové lití nebo polyuretanové/uretanové lití zahrnuje silikonové formy a pryskyřice, aby se vytvořila kopie hlavního vzoru. Proces rychlého prototypování je vhodný pro vytváření vysoce kvalitních plastů. Kromě toho jsou kopie použitelné při vizualizaci nápadů nebo řešení nedostatků v návrhu.
Průmyslové aplikace CNC obrábění plastů
Plastové CNC obrábění je široce použitelné díky výhodám, jako je přesnost, přesnost a těsná tolerance. Mezi běžné průmyslové aplikace procesu patří:
Lékařský průmysl
CNC obrábění plastů je v současné době použitelné při výrobě lékařských obráběných dílů, jako jsou protetické končetiny a umělá srdce. Jeho vysoký stupeň přesnosti a opakovatelnosti mu umožňuje splnit přísné bezpečnostní standardy vyžadované průmyslem. Kromě toho existuje nespočet možností materiálů a vytváří složité tvary.
Automobilové komponenty
Konstruktéři a inženýři automobilů používají CNC obrábění plastů k výrobě automobilových součástí a prototypů v reálném čase. Plast je široce použitelný v průmyslu při výrobě zakázkových cnc plastových dílů, jako jsou palubní desky, díky své nízké hmotnosti, která snižuje spotřebu paliva. Kromě toho je plast odolný vůči korozi a opotřebení, se kterým se setkává většina automobilových komponentů. Kromě toho je plast snadno tvarovatelný do složitých tvarů.
Letecké díly
Výroba dílů pro letectví a kosmonautiku vyžaduje výrobní metodu, která má vysokou přesnost a úzké tolerance. V důsledku toho se průmysl rozhodl pro CNC obrábění při navrhování, testování a výrobě různých leteckých obráběných dílů. Plastové materiály jsou použitelné díky jejich vhodnosti pro složité tvary, pevnosti, nízké hmotnosti a vysokým chemikáliím a tepelné odolnosti.
Elektronický průmysl
Elektronický průmysl také upřednostňuje CNC obrábění plastů díky vysoké přesnosti a opakovatelnosti. V současné době se tento proces používá k výrobě CNC obráběných plastových elektronických dílů, jako jsou drátěné kryty, klávesnice zařízení a LCD obrazovky.
Kdy zvolit CNC obrábění plastů
Výběr z mnoha procesů výroby plastů diskutovaných výše může být náročný. V důsledku toho níže uvádíme několik úvah, které vám mohou pomoci rozhodnout, zda je pro váš projekt lepším procesem CNC obrábění plastů:
Design plastového prototypu s přísnou tolerancí
CNC obrábění plastů je lepší metodou pro výrobu dílů s konstrukcemi vyžadujícími úzké tolerance. Běžná CNC frézka může dosáhnout těsné tolerance asi 4 μm.
Pokud plastový prototyp vyžaduje kvalitní povrchovou úpravu
CNC stroj nabízí vysoce kvalitní povrchovou úpravu, takže je vhodný, pokud váš projekt nevyžaduje další proces povrchové úpravy. To je na rozdíl od 3D tisku, který během tisku zanechává stopy po vrstvách.
Pokud plastový prototyp vyžaduje speciální materiály
CNC obrábění plastů lze použít k výrobě dílů ze široké škály plastových materiálů, včetně těch se speciálními vlastnostmi, jako je odolnost proti vysokým teplotám, vysoká pevnost nebo vysoká chemická odolnost. Díky tomu je ideální volbou pro vytváření prototypů se specializovanými požadavky.
Pokud jsou vaše produkty ve fázi testování
CNC obrábění spoléhá na 3D modely, které lze snadno měnit. Protože testovací fáze vyžaduje neustálé úpravy, CNC obrábění umožňuje návrhářům a výrobcům vytvářet funkční plastové prototypy pro testování a odstraňování chyb v návrhu.
· Pokud potřebujete ekonomickou variantu
Stejně jako jiné výrobní metody je CNC obrábění plastů vhodné pro výrobu dílů nákladově efektivní. Plasty jsou levnější než kovy a jiné materiály, jako jsou kompozity. Počítačové numerické řízení je navíc přesnější a proces je vhodný pro komplexní návrh.
Závěr
CNC obrábění plastů je průmyslově široce přijímaný proces díky své přesnosti, rychlosti a vhodnosti pro výrobu dílů s úzkou tolerancí. Tento článek pojednává o různých CNC obráběcích materiálech kompatibilních s procesem, dostupných technikách a dalších věcech, které mohou pomoci vašemu projektu.
Výběr správné techniky obrábění může být velmi náročný a vyžaduje, abyste zadali externímu poskytovateli služeb CNC pro plasty. V GuanSheng nabízíme zakázkové služby CNC obrábění plastů a můžeme vám pomoci vyrobit různé díly pro prototypování nebo použití v reálném čase na základě vašich požadavků.
Máme několik plastových materiálů vhodných pro CNC obrábění s přísným a efektivním procesem výběru. Kromě toho může náš inženýrský tým poskytnout profesionální poradenství při výběru materiálu a návrh designu. Nahrajte svůj návrh ještě dnes a získejte okamžité nabídky a bezplatnou analýzu DfM za konkurenceschopnou cenu.
Čas odeslání: 13. listopadu 2023