Обычное описание обработки на станке с ЧПУ в большинстве случаев предполагает работу с металлической заготовкой. Однако не только обработка пластмасс с ЧПУ широко применима к пластмассам, но и обработка пластмасс с ЧПУ также является одним из распространенных процессов обработки в нескольких отраслях.
Принятие обработки пластмасс в качестве производственного процесса обусловлено широким спектром доступных пластиковых материалов с ЧПУ. Кроме того, с внедрением числового программного управления этот процесс становится более точным, быстрым и пригодным для изготовления деталей с жесткими допусками. Насколько вы знаете об обработке пластмасс на станках с ЧПУ? В этой статье обсуждаются материалы, совместимые с этим процессом, доступные методы и другие вещи, которые могут помочь вашему проекту.
Пластмассы для обработки на станках с ЧПУ
Многие обрабатываемые пластмассы подходят для изготовления деталей и изделий, производимых в различных отраслях промышленности. Их использование зависит от их свойств: некоторые пластмассы, поддающиеся механической обработке, такие как нейлон, обладают превосходными механическими свойствами, которые позволяют им заменять металлы. Ниже приведены наиболее распространенные пластмассы для индивидуальной обработки пластмасс:
АБС:
Акрилонитрил-бутадиен-стирол, или АБС, представляет собой легкий материал с ЧПУ, известный своей ударопрочностью, прочностью и высокой обрабатываемостью. Хотя он обладает хорошими механическими свойствами, его низкая химическая стабильность проявляется в его чувствительности к жирам, спиртам и другим химическим растворителям. Кроме того, термостабильность чистого АБС (т. е. АБС без добавок) низка, так как пластиковый полимер будет гореть даже после удаления пламени.
Плюсы
Он легкий, не теряя своей механической прочности.
Пластиковый полимер хорошо поддается механической обработке, что делает его очень популярным материалом для быстрого прототипирования.
ABS имеет низкую температуру плавления (это важно для других процессов быстрого прототипирования, таких как 3D-печать и литье под давлением).
Он имеет высокую прочность на разрыв.
ABS имеет высокую прочность, что означает более длительный срок службы.
Это доступно.
Минусы
При нагревании выделяется горячий пластиковый дым.
Вам необходима надлежащая вентиляция, чтобы предотвратить накопление таких газов.
Он имеет низкую температуру плавления, что может вызвать деформацию из-за тепла, выделяемого станком с ЧПУ.
Приложения
АБС — очень популярный инженерный термопласт, используемый многими службами быстрого прототипирования при производстве продукции благодаря своим превосходным свойствам и доступности. Он применяется в электротехнической и автомобильной промышленности при изготовлении таких деталей, как колпачки клавиатуры, электронные корпуса и компоненты приборной панели автомобиля.
Нейлон
Нейлон или полиамид — это пластиковый полимер с низким коэффициентом трения, обладающий высокой ударопрочностью, химической стойкостью и устойчивостью к истиранию. Его превосходные механические свойства, такие как прочность (76 мПа), долговечность и твердость (116R), делают его очень подходящим для обработки на станках с ЧПУ и еще больше улучшают его применение в автомобильной и медицинской промышленности.
Плюсы
Отличные механические свойства.
Он имеет высокую прочность на разрыв.
Экономичный.
Это легкий полимер.
Он устойчив к теплу и химическому воздействию.
Минусы
Он имеет низкую стабильность размеров.
Нейлон легко впитывает влагу.
Он чувствителен к сильным минеральным кислотам.
Приложения
Нейлон — это высокоэффективный инженерный термопласт, применимый для прототипирования и производства реальных деталей в медицинской и автомобильной промышленности. Компонент, изготовленный из материала с ЧПУ, включает подшипники, шайбы и трубки.
Акрил
Акрил или ПММА (полиметилметакрилат) популярен при обработке пластмасс на станках с ЧПУ благодаря своим оптическим свойствам. Пластиковый полимер полупрозрачен и устойчив к царапинам, поэтому его можно применять в отраслях, где требуются такие свойства. Кроме того, он обладает очень хорошими механическими свойствами, что проявляется в его прочности и ударопрочности. Благодаря своей дешевизне обработка акрила на станках с ЧПУ стала альтернативой пластиковым полимерам, таким как поликарбонат и стекло.
Плюсы
Он легкий.
Акрил обладает высокой химической стойкостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.
Имеет высокую обрабатываемость.
Акрил обладает высокой химической стойкостью.
Минусы
Он не так устойчив к нагреву, ударам и истиранию.
Он может треснуть под большой нагрузкой.
Не устойчив к хлорированным/ароматическим органическим веществам.
Приложения
Акрил применим в замене таких материалов, как поликарбонат и стекло. В результате он применим в автомобильной промышленности для изготовления световых трубок и крышек автомобильных индикаторов, а также в других отраслях промышленности для изготовления солнечных панелей, навесов для теплиц и т. д.
ПОМ
ПОМ или Делрин (коммерческое название) — это легко поддающийся механической обработке пластиковый материал с ЧПУ, выбранный многими службами обработки с ЧПУ из-за его высокой прочности и устойчивости к нагреву, химикатам и износу. Существует несколько марок делрина, но большинство отраслей промышленности полагаются на делрин 150 и 570, поскольку они имеют стабильные размеры.
Плюсы
Они наиболее поддаются механической обработке из всех пластиковых материалов с ЧПУ.
Они обладают превосходной химической стойкостью.
Они обладают высокой стабильностью размеров.
Он обладает высокой прочностью и долговечностью, что обеспечивает более длительный срок службы.
Минусы
Имеет плохую устойчивость к кислотам.
Приложения
ПОМ находит свое применение в различных отраслях промышленности. Например, в автомобильной промышленности его используют для производства компонентов ремней безопасности. Промышленность медицинского оборудования использует его для производства инсулиновых ручек, а сектор потребительских товаров использует ПОМ для изготовления электронных сигарет и счетчиков воды.
ПНД
Полиэтилен высокой плотности – это термопласт, обладающий высокой устойчивостью к нагрузкам и агрессивным химическим веществам. Он предлагает превосходные механические свойства, такие как прочность на разрыв (4000 фунтов на квадратный дюйм) и твердость (R65), чем его аналог, ПЭНП заменяет его в приложениях с такими требованиями.
Плюсы
Это гибкий пластик, поддающийся механической обработке.
Он обладает высокой устойчивостью к стрессам и химическим веществам.
Имеет превосходные механические свойства.
ABS имеет высокую прочность, что означает более длительный срок службы.
Минусы
Имеет плохую устойчивость к ультрафиолету.
Приложения
HDPE имеет множество применений, включая прототипирование, создание шестерен, подшипников, упаковки, электроизоляции и медицинского оборудования. Он идеально подходит для прототипирования, поскольку его можно быстро и легко обрабатывать, а его низкая стоимость делает его идеальным для создания нескольких итераций. Кроме того, это хороший материал для зубчатых передач из-за низкого коэффициента трения и высокой износостойкости, а также для подшипников, поскольку он самосмазывающийся и химически стойкий.
ПВД
ПЭВД — прочный, гибкий пластиковый полимер с хорошей химической стойкостью и низкой температурой. Он широко применяется в промышленности по производству медицинских деталей для изготовления протезов и ортопедических изделий.
Плюсы
Он жесткий и гибкий.
Он очень устойчив к коррозии.
Его легко герметизировать с помощью тепловых методов, таких как сварка.
Минусы
Он не подходит для деталей, требующих устойчивости к высоким температурам.
Он имеет низкую жесткость и структурную прочность.
Приложения
ПЭВД часто используется для производства нестандартных шестерен и механических компонентов, электрических компонентов, таких как изоляторы и корпуса для электронных устройств, а также деталей с полированным или глянцевым внешним видом. Более того. его низкий коэффициент трения, высокое сопротивление изоляции и долговечность делают его идеальным материалом для высокопроизводительных применений.
Поликарбонат
ПК — прочный, но легкий пластиковый полимер с термостойкими и электроизоляционными свойствами. Как и акрил, он может заменить стекло благодаря своей естественной прозрачности.
Плюсы
Он более эффективен, чем большинство технических термопластов.
Он естественно прозрачен и может пропускать свет.
Очень хорошо принимает цвет.
Он обладает высокой прочностью и долговечностью.
ПК устойчив к разбавленным кислотам, маслам и жирам.
Минусы
Он разлагается при длительном воздействии воды при температуре выше 60°C.
Он чувствителен к углеводородному износу.
Со временем после длительного воздействия УФ-лучей он желтеет.
Приложения
По своим световым свойствам поликарбонат может заменить стеклянный материал. Следовательно, он используется при изготовлении защитных очков и компакт-дисков / DVD-дисков. Кроме того, он подходит для изготовления хирургических инструментов и автоматических выключателей.
Методы обработки пластика с ЧПУ
Обработка пластиковых деталей на станке с ЧПУ предполагает использование станка с компьютерным управлением для удаления части пластикового полимера для формирования желаемого продукта. Процесс субтрактивного производства позволяет создавать множество деталей с жесткими допусками, единообразием и точностью, используя следующие методы.
Токарная обработка с ЧПУ
Токарная обработка с ЧПУ — это метод обработки, который включает в себя удержание заготовки на токарном станке и вращение ее против режущего инструмента путем вращения или поворота. Существует также несколько типов токарной обработки с ЧПУ, в том числе:
Прямое или цилиндрическое точение на станке с ЧПУ подходит для больших резов.
Токарная обработка конусов с ЧПУ подходит для создания деталей конусообразной формы.
Существует несколько рекомендаций, которые можно использовать при токарной обработке пластмасс на станках с ЧПУ, в том числе:
Убедитесь, что режущие кромки имеют отрицательный задний наклон, чтобы минимизировать трение.
Режущие кромки должны иметь большой задний угол.
Отполируйте поверхность заготовки для улучшения качества поверхности и уменьшения налипания материала.
Уменьшите скорость подачи, чтобы повысить точность окончательного резания (используйте скорость подачи 0,015 IPR для черновых резов и 0,005 IPR для точных резов).
Подберите зазор, боковые и передние углы в соответствии с пластиковым материалом.
Фрезерование с ЧПУ
Фрезерование на станке с ЧПУ предполагает использование фрезы для удаления материала с заготовки для получения необходимой детали. Существуют различные фрезерные станки с ЧПУ, разделенные на 3-осные и многоосные фрезерные станки.
С одной стороны, 3-осевой фрезерный станок с ЧПУ может перемещаться по трем линейным осям (слева направо, вперед-назад, вверх-вниз). В результате он хорошо подходит для создания деталей простой конструкции. С другой стороны, многоосные фрезы могут перемещаться более чем по трем осям. В результате он подходит для обработки на станках с ЧПУ пластиковых деталей сложной геометрии.
Существует несколько рекомендаций, которые можно использовать при фрезеровании пластика на станках с ЧПУ, в том числе:
Обработайте термопласт, армированный углеродом или стеклом, с помощью углеродной оснастки.
Увеличьте скорость шпинделя с помощью зажимов.
Уменьшите концентрацию напряжения, создав закругленные внутренние углы.
Охлаждение непосредственно на маршрутизаторе для рассеивания тепла.
Выберите скорость вращения.
Удалите заусенцы с пластиковых деталей после фрезерования, чтобы улучшить качество поверхности.
Сверление с ЧПУ
Сверление пластика на станке с ЧПУ предполагает создание отверстия в пластиковой заготовке с помощью сверла, установленного на сверло. Размер и форма сверла определяют размер отверстия. Кроме того, он также играет роль в эвакуации стружки. Типы сверлильных станков, которые вы можете использовать, включают настольный, вертикальный и радиальный.
Существует несколько рекомендаций, которые можно использовать при сверлении пластика на станках с ЧПУ, в том числе:
Обязательно используйте острые сверла с ЧПУ, чтобы не подвергать пластиковую заготовку нагрузке.
Используйте подходящее сверло. Например, сверло от 90 до 118° с углом кромки от 9 до 15° подходит для большинства термопластов (для акрила используйте наклон 0°).
Обеспечьте легкий выброс стружки, выбрав правильное сверло.
Используйте систему охлаждения, чтобы уменьшить выбросы, образующиеся в процессе обработки.
Чтобы снять сверло с ЧПУ без повреждений, убедитесь, что глубина сверления меньше трех-четырех раз. диаметр сверла. Кроме того, уменьшите скорость подачи, когда сверло почти вышло из материала.
Альтернативы обработке пластмасс
Помимо обработки пластиковых деталей на станке с ЧПУ, альтернативой могут служить другие процессы быстрого прототипирования. Общие из них включают в себя:
Литье под давлением
Это популярный массовый процесс работы с пластиковыми заготовками. Литье под давлением предполагает создание формы из алюминия или стали, в зависимости от таких факторов, как долговечность. После этого расплавленный пластик впрыскивается в полость формы, охлаждается и принимает желаемую форму.
Литье пластмасс под давлением подходит как для прототипирования, так и для изготовления реальных деталей. Кроме того, это экономически эффективный метод, подходящий для деталей сложной и простой конструкции. Более того, детали, отлитые под давлением, практически не требуют дополнительной обработки или обработки поверхности.
3D-печать
3D-печать — наиболее распространенный метод прототипирования, используемый в малом бизнесе. Процесс аддитивного производства представляет собой инструмент быстрого прототипирования, включающий такие технологии, как стереолитография (SLA), моделирование плавленым осаждением (FDM) и селективное лазерное спекание (SLS), используемые для работы с термопластами, такими как нейлон, PLA, ABS и ULTEM.
Каждая технология предполагает создание цифровых 3D-моделей и послойное построение нужных деталей. Это похоже на обработку пластмассы на станке с ЧПУ, хотя в отличие от последней требует меньших потерь материала. Кроме того, он устраняет необходимость в инструментах и больше подходит для изготовления деталей сложной конструкции.
Вакуумное литье
Вакуумное литье или литье из полиуретана/уретана предполагает использование силиконовых форм и смол для создания копии мастер-образца. Процесс быстрого прототипирования подходит для создания пластика высокого качества. Кроме того, копии применимы для визуализации идей или устранения недостатков дизайна.
Промышленное применение обработки пластмасс с ЧПУ
Обработка пластика на станках с ЧПУ широко применяется благодаря таким преимуществам, как точность, прецизионность и жесткие допуски. Общие промышленные применения этого процесса включают:
Медицинская промышленность
Обработка пластмасс с ЧПУ в настоящее время применяется при производстве медицинских деталей, таких как протезы конечностей и искусственное сердце. Высокая степень точности и повторяемости позволяет ему соответствовать строгим стандартам безопасности, требуемым отраслью. Кроме того, существует множество вариантов материалов, из которых можно получить сложные формы.
Автомобильные компоненты
И автомобильные дизайнеры, и инженеры используют обработку пластика на станках с ЧПУ для изготовления автомобильных компонентов и прототипов в реальном времени. Пластик широко применяется в промышленности при изготовлении нестандартных пластиковых деталей с ЧПУ, таких как приборные панели, благодаря его легкому весу, что снижает расход топлива. Кроме того, пластик устойчив к коррозии и износу, которым подвержено большинство автомобильных компонентов. Кроме того, пластику легко придавать сложные формы.
Аэрокосмические детали
Производство деталей для аэрокосмической отрасли требует метода производства, обеспечивающего высокую точность и жесткие допуски. В результате промышленность выбирает обработку с ЧПУ при проектировании, тестировании и изготовлении различных деталей, обрабатываемых в аэрокосмической отрасли. Пластмассовые материалы применимы благодаря их пригодности для изготовления сложных форм, прочности, легкости и высокой химической стойкости, а также термостойкости.
Электронная промышленность
Электронная промышленность также отдает предпочтение обработке пластмасс на станках с ЧПУ из-за ее высокой точности и повторяемости. В настоящее время этот процесс используется для изготовления пластиковых электронных деталей на станках с ЧПУ, таких как корпуса для проводов, клавиатуры устройств и ЖК-экраны.
Когда следует выбирать обработку пластика с ЧПУ
Выбор из множества процессов производства пластмасс, описанных выше, может оказаться непростой задачей. В результате ниже приведены несколько соображений, которые могут помочь вам решить, является ли обработка пластика с ЧПУ лучшим процессом для вашего проекта:
Если проектируется пластиковый прототип с жесткими допусками
Обработка пластмасс на станке с ЧПУ — лучший метод изготовления деталей, конструкция которых требует жестких допусков. Обычный фрезерный станок с ЧПУ может обеспечить жесткий допуск около 4 мкм.
Если пластиковый прототип требует качественной обработки поверхности
Станок с ЧПУ обеспечивает высококачественную обработку поверхности, что делает его подходящим, если ваш проект не требует дополнительной обработки поверхности. В отличие от 3D-печати, которая оставляет следы слоев во время печати.
Если пластиковый прототип требует специальных материалов
Обработку пластика с ЧПУ можно использовать для изготовления деталей из широкого спектра пластиковых материалов, в том числе с особыми свойствами, такими как устойчивость к высоким температурам, высокая прочность или высокая химическая стойкость. Это делает его идеальным выбором для создания прототипов со специальными требованиями.
Если ваши продукты находятся на стадии тестирования
Обработка с ЧПУ основана на 3D-моделях, которые легко изменить. Поскольку этап тестирования требует постоянной модификации, обработка с ЧПУ позволяет дизайнерам и производителям создавать функциональные пластиковые прототипы для тестирования и устранения конструктивных недостатков.
· Если вам нужен экономичный вариант
Как и другие методы производства, обработка пластмасс на станках с ЧПУ подходит для экономичного изготовления деталей. Пластмассы дешевле, чем металлы и другие материалы, например композиты. Кроме того, компьютерное числовое управление более точное, и этот процесс подходит для сложного проектирования.
Заключение
Обработка пластмасс с ЧПУ является широко распространенным процессом в промышленности благодаря своей точности, скорости и пригодности для изготовления деталей с жесткими допусками. В этой статье рассказывается о различных материалах для обработки на станках с ЧПУ, совместимых с данным процессом, доступных методах и других вещах, которые могут помочь вашему проекту.
Выбор правильной технологии обработки может быть очень сложной задачей, поэтому вам придется обратиться к поставщику услуг по обработке пластмасс с ЧПУ. В GuanSheng мы предлагаем индивидуальные услуги по обработке пластика с ЧПУ и можем помочь вам изготовить различные детали для прототипирования или использования в реальном времени в соответствии с вашими требованиями.
У нас есть несколько пластиковых материалов, подходящих для обработки на станках с ЧПУ, и мы прошли строгий и оптимизированный процесс выбора. Кроме того, наша команда инженеров может предоставить профессиональные консультации по выбору материалов и предложения по дизайну. Загрузите свой проект сегодня и получите мгновенные расценки и бесплатный анализ DfM по конкурентоспособной цене.
Время публикации: 13 ноября 2023 г.