Звичайне зображення обробки з ЧПК у більшості випадків передбачає роботу з металевою заготовкою. Однак обробка з ЧПУ широко застосовується не лише для пластмас, але й з ЧПУ є одним із поширених процесів обробки в кількох галузях.
Прийняття пластикової обробки як виробничого процесу пов’язано з широким спектром пластикових матеріалів, доступних для ЧПУ. Крім того, із запровадженням комп’ютерного числового керування процес стає точнішим, швидшим і придатним для виготовлення деталей із жорсткими допусками. Що ви знаєте про обробку пластику з ЧПУ? У цій статті обговорюються матеріали, сумісні з процесом, доступні методи та інші речі, які можуть допомогти вашому проекту.
Пластмаси для ЧПУ
Багато пластиків, що піддаються механічній обробці, придатні для виготовлення деталей і виробів, які виробляють декілька галузей промисловості. Їх використання залежить від їхніх властивостей, причому деякі пластики, які піддаються механічній обробці, наприклад нейлон, мають відмінні механічні властивості, що дозволяє їм замінювати метали. Нижче наведено найпоширеніші пластики для індивідуальної обробки:
ABS:
Акрилонітрил-бутадієн-стирол, або ABS, є легким матеріалом з ЧПК, відомим своєю ударостійкістю, міцністю та високою оброблюваністю. Хоча він має хороші механічні властивості, його низька хімічна стабільність проявляється в його сприйнятливості до мастил, спиртів та інших хімічних розчинників. Крім того, термічна стабільність чистого АБС (тобто АБС без добавок) низька, оскільки пластиковий полімер буде горіти навіть після видалення полум’я.
плюси
Він легкий, не втрачаючи механічної міцності.
Пластиковий полімер добре піддається механічній обробці, що робить його дуже популярним матеріалом для швидкого створення прототипів.
АБС має низьку температуру плавлення (це важливо для інших процесів швидкого створення прототипів, таких як 3D-друк і лиття під тиском).
Має високу міцність на розрив.
ABS має високу міцність, що означає довший термін служби.
Це доступно.
мінуси
Під впливом тепла він виділяє гарячі випари пластику.
Вам потрібна належна вентиляція, щоб запобігти накопиченню таких газів.
Він має низьку температуру плавлення, що може спричинити деформацію від тепла, виробленого верстатом з ЧПК.
Додатки
АБС є дуже популярним інженерним термопластиком, який використовується багатьма службами швидкого прототипування для виготовлення продуктів завдяки його чудовим властивостям і доступності. Його можна застосовувати в електротехнічній та автомобільній промисловості для виготовлення таких деталей, як кришки клавіатури, електронні корпуси та компоненти приладової панелі автомобіля.
Нейлон
Нейлон або поліамід — це пластичний полімер із низьким коефіцієнтом тертя, який має високу стійкість до ударів, хімічних речовин і стирання. Його чудові механічні властивості, такі як міцність (76 мПа), довговічність і твердість (116R), роблять його дуже придатним для обробки з ЧПК і ще більше покращують його застосування в автомобільній і медичній промисловості.
плюси
Відмінні механічні властивості.
Має високу міцність на розрив.
Економічно вигідний.
Це легкий полімер.
Він термо- і хімічно стійкий.
мінуси
Має низьку стабільність розмірів.
Нейлон легко вбирає вологу.
Сприйнятливий до сильних мінеральних кислот.
Додатки
Нейлон — це високоефективний інженерний термопластик, який можна застосовувати для створення прототипів і реальних деталей у медичній та автомобільній промисловості. Компонент, виготовлений з матеріалу з ЧПК, включає підшипники, шайби та труби.
Акрилові
Акрил або ПММА (поліметилметакрилат) популярний у обробці пластику з ЧПУ завдяки своїм оптичним властивостям. Пластиковий полімер є напівпрозорим і стійким до подряпин, тому його застосовують у галузях промисловості, які вимагають таких властивостей. Крім того, він має дуже хороші механічні властивості, які проявляються в його міцності та ударостійкості. Завдяки своїй дешевизні акрилова обробка з ЧПУ стала альтернативою пластиковим полімерам, таким як полікарбонат і скло.
плюси
Він легкий.
Акрил має високу хімічну стійкість і стійкість до ультрафіолету.
Має високу оброблюваність.
Акрил має високу хімічну стійкість.
мінуси
Він не настільки стійкий до нагрівання, ударів і стирання.
При великому навантаженні може тріснути.
Він нестійкий до хлорованих/ароматичних органічних речовин.
Додатки
Акрил застосовний для заміни таких матеріалів, як полікарбонат і скло. Як наслідок, він застосовний в автомобільній промисловості для виготовлення світлопроводів і кришок автомобільних індикаторів, а також в інших галузях промисловості для виготовлення сонячних панелей, навісів для теплиць тощо.
POM
POM або Delrin (комерційна назва) — це пластичний матеріал, який добре піддається обробці з ЧПК, який обирають багато служб обробки з ЧПК через його високу міцність і стійкість до тепла, хімічних речовин і зношування. Існує кілька сортів Delrin, але більшість галузей промисловості покладаються на Delrin 150 і 570, оскільки вони мають стабільні розміри.
плюси
Вони найкраще піддаються обробці з усіх пластикових матеріалів з ЧПУ.
Мають відмінну хімічну стійкість.
Мають високу стабільність розмірів.
Він має високу міцність на розрив і довговічність, що забезпечує більший термін служби.
мінуси
Має слабку стійкість до кислот.
Додатки
POM знаходить своє застосування в різних галузях промисловості. Наприклад, в автомобільному секторі він використовується для виготовлення компонентів ременів безпеки. Промисловість медичного обладнання використовує його для виробництва інсулінових ручок, тоді як сектор споживчих товарів використовує POM для виготовлення електронних сигарет і лічильників води.
HDPE
Поліетилен високої щільності - це термопласт з високою стійкістю до навантажень і корозійних хімічних речовин. Він пропонує чудові механічні властивості, такі як міцність на розрив (4000 фунтів/кв. дюйм) і твердість (R65), ніж його аналог, LDPE замінює його в застосуваннях з такими вимогами.
плюси
Це гнучкий пластик, який піддається механічній обробці.
Має високу стійкість до стресів і хімічних речовин.
Має чудові механічні властивості.
ABS має високу міцність, що означає довший термін служби.
мінуси
Має низьку стійкість до ультрафіолету.
Додатки
HDPE має різноманітне застосування, включаючи створення прототипів, створення передач, підшипників, упаковки, електроізоляції та медичного обладнання. Він ідеально підходить для створення прототипів, оскільки його можна швидко та легко обробити, а його низька вартість робить його чудовим для створення кількох ітерацій. Крім того, це хороший матеріал для зубчастих коліс завдяки низькому коефіцієнту тертя і високій зносостійкості, а також для підшипників, оскільки він самозмащувальний і хімічно стійкий.
LDPE
LDPE — це міцний, гнучкий полімер із хорошою хімічною стійкістю та низькою температурою. Він широко застосовний у промисловості виготовлення медичних деталей для виготовлення протезів та ортопедичних виробів.
плюси
Він міцний і гнучкий.
Він має високу корозійну стійкість.
Його легко ущільнити за допомогою термічних методів, таких як зварювання.
мінуси
Він не підходить для деталей, які потребують стійкості до високих температур.
Має низьку жорсткість і міцність конструкції.
Додатки
LDPE часто використовується для виготовлення нестандартних передач і механічних компонентів, електричних компонентів, таких як ізолятори та корпуси для електронних пристроїв, а також деталей із полірованим або глянцевим виглядом. Що більше. його низький коефіцієнт тертя, високий опір ізоляції та довговічність роблять його ідеальним матеріалом для високопродуктивних застосувань.
Полікарбонат
ПК — це міцний, але легкий пластиковий полімер із термозахисними та електроізоляційними властивостями. Як і акрил, він може замінити скло завдяки своїй природній прозорості.
плюси
Він ефективніший, ніж більшість інженерних термопластів.
Він природно прозорий і пропускає світло.
Дуже добре сприймає колір.
Має високу міцність на розрив і довговічність.
ПК стійкий до розбавлених кислот, масел і жирів.
мінуси
Він руйнується після тривалого впливу води вище 60°C.
Він чутливий до вуглеводневого зносу.
З часом він жовтіє після тривалого впливу УФ-променів.
Додатки
За своїми легкими властивостями полікарбонат може замінити скло. Тому він використовується для виготовлення захисних окулярів і CD/DVD. Крім того, він підходить для виготовлення хірургічних інструментів і автоматичних вимикачів.
Методи обробки пластику з ЧПУ
Обробка пластикових деталей з ЧПУ передбачає використання керованої комп’ютером машини для видалення частини пластикового полімеру для формування потрібного продукту. Субтрактивний виробничий процес може створювати безліч деталей із суворим допуском, однорідністю та точністю за допомогою наступних методів.
Токарна обробка з ЧПУ
Токарна обробка з ЧПУ – це техніка обробки, яка включає утримання заготовки на токарному верстаті та обертання її проти ріжучого інструменту обертанням або поворотом. Існує також кілька видів точіння з ЧПУ, серед яких:
Пряме або циліндричне точіння з ЧПУ підходить для великих розрізів.
Конічна токарна обробка з ЧПУ підходить для створення деталей конусоподібної форми.
Є кілька вказівок, якими ви можете скористатися під час токарної обробки пластику з ЧПУ, зокрема:
Переконайтеся, що ріжучі кромки мають негативний задній нахил, щоб мінімізувати натирання.
Ріжучі кромки повинні мати великий рельєфний кут.
Відполіруйте поверхню заготовки для кращої обробки поверхні та зменшення накопичення матеріалу.
Зменшіть швидкість подачі, щоб підвищити точність кінцевих різів (використовуйте швидкість подачі 0,015 IPR для чорнових різів і 0,005 IPR для точних різів).
Відрегулюйте зазор, бічні та передні кути відповідно до пластику.
Фрезерування з ЧПУ
Фрезерування з ЧПУ передбачає використання фрези для видалення матеріалу із заготовки для отримання необхідної деталі. Існують різні фрезерні верстати з ЧПК, розділені на 3-осьові та багатоосьові фрези.
З одного боку, 3-осьовий фрезерний верстат з ЧПК може рухатися по трьох лінійних осях (зліва направо, вперед і назад, вгору і вниз). Як наслідок, він добре підходить для створення деталей із простим дизайном. З іншого боку, багатоосьові фрези можуть рухатися більш ніж за трьома осями. Як результат, він підходить для обробки пластикових деталей зі складною геометрією з ЧПУ.
Є кілька вказівок, якими ви можете скористатися під час фрезерування пластику з ЧПК, зокрема:
Обробляйте термопластик, посилений вуглецем, або скло за допомогою вуглецевого інструменту.
Збільште швидкість шпинделя за допомогою затискачів.
Зменште концентрацію напруги, створивши закруглені внутрішні кути.
Охолодження безпосередньо на маршрутизаторі для розсіювання тепла.
Виберіть швидкість обертання.
Очистіть пластикові частини після фрезерування, щоб покращити обробку поверхні.
Свердління з ЧПУ
Свердління пластику з ЧПУ передбачає створення отвору в пластиковій заготовці за допомогою свердла, встановленого на свердлі. Розмір і форма свердла визначають розмір отвору. Крім того, він також відіграє важливу роль у видаленні стружки. Типи свердлильних верстатів, які можна використовувати, включають настільний, вертикальний і радіальний.
Є кілька вказівок, якими ви можете скористатися під час свердління пластику з ЧПУ, зокрема:
Переконайтеся, що ви використовуєте гострі свердла з ЧПК, щоб уникнути навантаження на пластикову заготовку.
Використовуйте правильне свердло. Наприклад, свердло від 90 до 118° з кутом кромки від 9 до 15° підходить для більшості термопластиків (для акрилу використовуйте граблі 0°).
Забезпечте легкий викид стружки, вибравши правильне свердло.
Використовуйте систему охолодження, щоб зменшити утворення більшої кількості під час процесу обробки.
Щоб зняти свердло з ЧПК без пошкоджень, переконайтеся, що глибина свердління менше трьох-чотирьох разів. діаметр свердла. Також зменшіть швидкість подачі, коли свердло майже вийшло з матеріалу.
Альтернативи обробці пластмас
Крім обробки пластикових деталей з ЧПУ, інші процеси швидкого прототипування можуть служити альтернативою. До поширених належать:
Лиття під тиском
Це популярний процес масового виробництва для роботи з пластиковими заготовками. Лиття під тиском передбачає створення прес-форми з алюмінію або сталі залежно від таких факторів, як довговічність. Після цього розплавлений пластик вводять у порожнину форми, охолоджують і формують потрібну форму.
Лиття під тиском пластику підходить як для створення прототипів, так і для виготовлення реальних деталей. Крім того, це економічно ефективний метод, який підходить для деталей складної та простої конструкції. Крім того, деталі, виготовлені під тиском, майже не потребують додаткової роботи чи обробки поверхні.
3D друк
3D-друк є найпоширенішим методом прототипування, який використовується в малому бізнесі. Процес адитивного виробництва — це інструмент для швидкого створення прототипів, що включає такі технології, як стереолітографія (SLA), моделювання наплавлення (FDM) і вибіркове лазерне спікання (SLS), які використовуються для роботи з термопластами, такими як нейлон, PLA, ABS і ULTEM.
Кожна технологія передбачає створення 3D-цифрових моделей і побудову бажаних деталей шар за шаром. Це схоже на обробку пластику з ЧПУ, хоча на відміну від останнього, це призводить до менших витрат матеріалу. Крім того, він усуває потребу в інструментах і більше підходить для виготовлення деталей складної конструкції.
Вакуумне лиття
Вакуумне лиття або лиття з поліуретану/уретану включає кремнієві форми та смоли для виготовлення копії шаблону. Швидкий процес прототипування підходить для створення високоякісного пластику. Крім того, копії можна використовувати для візуалізації ідей або усунення недоліків дизайну.
Промислове застосування обробки пластику з ЧПУ
Обробка пластику з ЧПУ широко застосовується завдяки таким перевагам, як точність, точність і жорсткий допуск. Загальні промислові застосування процесу включають:
Медична промисловість
Обробка пластику з ЧПУ в даний час використовується у виробництві медичних деталей, таких як протези кінцівок і штучне серце. Його високий ступінь точності та повторюваності дозволяє йому відповідати суворим стандартам безпеки, які вимагаються в галузі. Крім того, існує безліч варіантів матеріалів, і він створює складні форми.
Автомобільні компоненти
Як дизайнери автомобілів, так і інженери використовують обробку пластику з ЧПУ для виготовлення автомобільних компонентів і прототипів у реальному часі. Пластик широко використовується в промисловості для виготовлення нестандартних пластикових деталей з ЧПУ, таких як панелі приладів, завдяки своїй легкості, що зменшує споживання палива. Крім того, пластик стійкий до корозії та зносу, яким зазнають більшість автомобільних компонентів. Крім того, пластик легко формується в складні форми.
Аерокосмічні частини
Для виробництва аерокосмічних деталей потрібен метод виробництва, який має високу точність і жорсткі допуски. Як наслідок, галузь обирає обробку з ЧПК при проектуванні, тестуванні та створенні різних деталей, оброблених аерокосмічними машинами. Пластмаси застосовні завдяки їх придатності для складних форм, міцності, легкості та високих хімічних речовин, а також термостійкості.
Електронна промисловість
Електронна промисловість також надає перевагу обробці пластику з ЧПУ через її високу точність і повторюваність. В даний час процес використовується для виготовлення пластикових електронних деталей, оброблених за допомогою ЧПУ, таких як дротяні корпуси, клавіатури пристроїв і РК-екрани.
Коли вибрати пластикову обробку з ЧПУ
Вибір із багатьох процесів виробництва пластику, розглянутих вище, може бути складним завданням. У результаті нижче наведено кілька міркувань, які можуть допомогти вам вирішити, чи обробка пластику з ЧПУ є кращим процесом для вашого проекту:
Пластиковий дизайн прототипу з жорстким допуском
Обробка пластику з ЧПУ є кращим методом для виготовлення деталей із конструкціями, що вимагають жорстких допусків. Звичайний фрезерний верстат з ЧПК може досягти жорсткого допуску близько 4 мкм.
Якщо пластиковий прототип вимагає якісної обробки поверхні
Машина з ЧПК пропонує високоякісну обробку поверхні, що робить її придатною, якщо ваш проект не потребує додаткового процесу обробки поверхні. Це відрізняється від 3D-друку, який залишає сліди шару під час друку.
Якщо пластиковий прототип потребує спеціальних матеріалів
Обробка пластику з ЧПУ може використовуватися для виготовлення деталей із широкого діапазону пластикових матеріалів, у тому числі із особливими властивостями, такими як стійкість до високих температур, висока міцність або висока хімічна стійкість. Це робить його ідеальним вибором для створення прототипів зі спеціальними вимогами.
Якщо ваші продукти на стадії тестування
Обробка з ЧПУ базується на 3D-моделях, які легко змінювати. Оскільки стадія тестування вимагає постійних модифікацій, обробка з ЧПК дозволяє дизайнерам і виробникам створювати функціональні пластикові прототипи для тестування та усунення недоліків конструкції.
· Якщо вам потрібен економний варіант
Як і інші методи виробництва, обробка пластику з ЧПУ підходить для економічного виготовлення деталей. Пластмаси дешевші, ніж метали та інші матеріали, наприклад композити. Крім того, цифрове керування комп’ютером є більш точним, і процес підходить для складного проектування.
Висновок
Обробка пластику з ЧПУ є широко поширеним промисловим процесом завдяки його точності, швидкості та придатності для виготовлення деталей із жорсткими допусками. У цій статті йдеться про різні матеріали для обробки з ЧПК, сумісні з процесом, доступні методи та інші речі, які можуть допомогти вашому проекту.
Вибір правильної техніки обробки може бути дуже складним завданням, що вимагає від вас аутсорсингу до постачальника послуг з ЧПК із пластику. У GuanSheng ми пропонуємо індивідуальні послуги обробки пластику з ЧПК і можемо допомогти вам виготовити різні деталі для створення прототипів або використання в реальному часі відповідно до ваших вимог.
У нас є кілька пластикових матеріалів, придатних для обробки з ЧПК із суворим і спрощеним процесом вибору. Крім того, наша команда інженерів може надати професійні поради щодо вибору матеріалів і пропозиції щодо дизайну. Завантажте свій дизайн сьогодні й отримайте миттєві пропозиції та безкоштовний аналіз DfM за конкурентоспроможною ціною.
Час публікації: 13 листопада 2023 р