En almindelig beskrivelse af CNC-bearbejdning involverer oftest arbejde med et metallisk emne. CNC-bearbejdning er dog ikke kun bredt anvendelig til plast, men CNC-bearbejdning af plast er også en af de almindelige bearbejdningsprocesser i adskillige brancher.
Accepten af plastbearbejdning som fremstillingsproces skyldes det brede udvalg af CNC-plastmaterialer, der er tilgængelige. Desuden bliver processen med introduktionen af computernumerisk styring mere præcis, hurtigere og egnet til fremstilling af dele med snævre tolerancer. Hvor meget ved du om CNC-bearbejdning af plast? Denne artikel diskuterer de materialer, der er kompatible med processen, tilgængelige teknikker og andre ting, der kan hjælpe dit projekt.
Plast til CNC-bearbejdning
Mange bearbejdelige plasttyper er egnede til fremstilling af dele og produkter, som adskillige industrier fremstiller. Deres anvendelse afhænger af deres egenskaber, hvor nogle bearbejdelige plasttyper, såsom nylon, har fremragende mekaniske egenskaber, der gør det muligt for dem at erstatte metaller. Nedenfor er de mest almindelige plasttyper til specialbearbejdning af plast:
ABS:
Acrylonitrilbutadienstyren, eller ABS, er et let CNC-materiale, der er kendt for sin slagfasthed, styrke og høje bearbejdelighed. Selvom det kan prale af gode mekaniske egenskaber, er dets lave kemiske stabilitet tydelig i dets følsomhed over for fedtstoffer, alkoholer og andre kemiske opløsningsmidler. Desuden er den termiske stabilitet af ren ABS (dvs. ABS uden tilsætningsstoffer) lav, da plastpolymeren vil brænde, selv efter at flammen er fjernet.
Fordele
Den er let uden at miste sin mekaniske styrke.
Plastpolymeren er meget maskinbearbejdelig, hvilket gør den til et yderst populært materiale til hurtig prototyping.
ABS har et lavt smeltepunkt, der er egnet (dette er vigtigt for andre hurtige prototypeprocesser såsom 3D-printning og sprøjtestøbning).
Den har en høj trækstyrke.
ABS har høj holdbarhed, hvilket betyder en længere levetid.
Det er overkommeligt.
Ulemper
Den frigiver varme plastdampe, når den udsættes for varme.
Du har brug for ordentlig ventilation for at forhindre ophobning af sådanne gasser.
Den har et lavt smeltepunkt, som kan forårsage deformation fra varmen, der genereres af CNC-maskinen.
Applikationer
ABS er en meget populær termoplast, der bruges af mange hurtige prototypevirksomheder til fremstilling af produkter på grund af dens fremragende egenskaber og overkommelige pris. Den kan anvendes i el- og bilindustrien til fremstilling af dele såsom tastaturdæksler, elektroniske kabinetter og komponenter til instrumentbrætter i biler.
Nylon
Nylon eller polyamid er en lavfriktionsplastpolymer med høj slagfasthed, kemisk modstand og slidstyrke. Dens fremragende mekaniske egenskaber, såsom styrke (76 mPa), holdbarhed og hårdhed (116R), gør den yderst velegnet til CNC-bearbejdning og forbedrer yderligere dens anvendelse i bil- og medicinske deleindustrier.
Fordele
Fremragende mekaniske egenskaber.
Den har en høj trækstyrke.
Omkostningseffektiv.
Det er en let polymer.
Den er varme- og kemikaliebestandig.
Ulemper
Den har lav dimensionsstabilitet.
Nylon kan nemt absorbere fugt.
Den er modtagelig for stærke mineralsyrer.
Applikationer
Nylon er en højtydende teknisk termoplast, der kan anvendes til prototypefremstilling og fremstilling af ægte dele i medicinal- og bilindustrien. Komponenter fremstillet af CNC-materiale omfatter lejer, skiver og rør.
Akryl
Akryl eller PMMA (polymethylmethacrylat) er populært inden for CNC-bearbejdning af plast på grund af dets optiske egenskaber. Plastpolymeren er gennemskinnelig og ridsefast, deraf dens anvendelse i industrier, der kræver sådanne egenskaber. Derudover har den meget gode mekaniske egenskaber, hvilket fremgår af dens sejhed og slagfasthed. Med sin billighed er akryl CNC-bearbejdning blevet et alternativ til plastpolymerer såsom polycarbonat og glas.
Fordele
Den er letvægts.
Akryl er meget kemikalie- og UV-resistent.
Den har høj bearbejdelighed.
Akryl har høj kemisk resistens.
Ulemper
Den er ikke særlig modstandsdygtig over for varme, stød og slid.
Den kan revne under tung belastning.
Den er ikke bestandig over for klorerede/aromatiske organiske stoffer.
Applikationer
Akryl kan bruges til at erstatte materialer som polycarbonat og glas. Som følge heraf er det anvendeligt i bilindustrien til fremstilling af lysrør og blinklysdæksler til biler og i andre industrier til fremstilling af solpaneler, drivhusoverdækninger osv.
POM
POM eller Delrin (handelsnavn) er et meget maskinbearbejdeligt CNC-plastmateriale, der vælges af mange CNC-bearbejdningstjenester på grund af dets høje styrke og modstandsdygtighed over for varme, kemikalier og slid. Der findes flere kvaliteter af Delrin, men de fleste industrier bruger Delrin 150 og 570, da de er dimensionsstabile.
Fordele
De er de mest bearbejdelige af alle CNC-plastmaterialer.
De har fremragende kemisk resistens.
De har høj dimensionsstabilitet.
Den har høj trækstyrke og holdbarhed, hvilket sikrer en længere levetid.
Ulemper
Den har dårlig resistens overfor syrer.
Applikationer
POM finder anvendelse i forskellige brancher. For eksempel i bilsektoren bruges det til at fremstille sikkerhedsselekomponenter. Medicinsk udstyrsindustri bruger det til at producere insulinpenne, mens forbrugsvaresektoren bruger POM til at fremstille elektroniske cigaretter og vandmålere.
HDPE
Højdensitetspolyethylenplast er en termoplast med høj modstandsdygtighed over for belastning og ætsende kemikalier. Den tilbyder fremragende mekaniske egenskaber såsom trækstyrke (4000 PSI) og hårdhed (R65) i forhold til dens modstykke, og LDPE erstatter den i applikationer med sådanne krav.
Fordele
Det er en fleksibel, maskinbearbejdelig plast.
Den er meget modstandsdygtig over for stress og kemikalier.
Den har fremragende mekaniske egenskaber.
ABS har høj holdbarhed, hvilket betyder en længere levetid.
Ulemper
Den har dårlig UV-resistens.
Applikationer
HDPE har en række anvendelser, herunder prototyping, fremstilling af gear, lejer, emballage, elektrisk isolering og medicinsk udstyr. Det er ideelt til prototyping, da det kan bearbejdes hurtigt og nemt, og dets lave pris gør det godt til at skabe flere iterationer. Derudover er det et godt materiale til gear på grund af dets lave friktionskoefficient og høje slidstyrke, og til lejer, fordi det er selvsmørende og kemisk resistent.
LDPE
LDPE er en stærk, fleksibel plastpolymer med god kemisk resistens og lav temperatur. Den er bredt anvendelig i den medicinske delindustrien til fremstilling af proteser og ortoser.
Fordele
Den er hård og fleksibel.
Den er meget korrosionsbestandig.
Det er nemt at forsegle ved hjælp af varmeteknikker som f.eks. svejsning.
Ulemper
Det er uegnet til dele, der kræver høj temperaturbestandighed.
Den har lav stivhed og strukturel styrke.
Applikationer
LDPE bruges ofte til produktion af specialfremstillede gear og mekaniske komponenter, elektriske komponenter som isolatorer og huse til elektroniske enheder samt dele med et poleret eller blankt udseende. Derudover gør dens lave friktionskoefficient, høje isolationsmodstand og holdbarhed det til et ideelt materiale til højtydende applikationer.
Polycarbonat
PC er en stærk, men let plastpolymer med varmehæmmende og elektrisk isolerende egenskaber. Ligesom akryl kan den erstatte glas på grund af sin naturlige gennemsigtighed.
Fordele
Det er mere effektivt end de fleste tekniske termoplasttyper.
Den er naturligt gennemsigtig og kan transmittere lys.
Den tager rigtig godt imod farve.
Den har høj trækstyrke og holdbarhed.
PC er modstandsdygtig over for fortyndede syrer, olier og fedtstoffer.
Ulemper
Det nedbrydes efter længere tids udsættelse for vand over 60°C.
Den er modtagelig for kulbrinteslid.
Den vil gulne med tiden efter længere tids udsættelse for UV-stråler.
Applikationer
Baseret på sine lette egenskaber kan polycarbonat erstatte glasmateriale. Derfor bruges det til fremstilling af sikkerhedsbriller og cd'er/dvd'er. Derudover er det velegnet til fremstilling af kirurgiske redskaber og afbrydere.
CNC-bearbejdningsmetoder til plastik
CNC-bearbejdning af plastdele involverer brug af en computerstyret maskine til at fjerne en del af plastpolymeren for at danne det ønskede produkt. Den subtraktive fremstillingsproces kan skabe utallige dele med snæver tolerance, ensartethed og nøjagtighed ved hjælp af følgende metoder.
CNC-drejning
CNC-drejning er en bearbejdningsteknik, der involverer at holde emnet på en drejebænk og rotere det mod skæreværktøjet ved at dreje eller dreje. Der findes også flere typer CNC-drejning, herunder:
Lige eller cylindrisk CNC-drejning er velegnet til store snit.
Konisk CNC-drejning er velegnet til at fremstille dele med keglelignende former.
Der er flere retningslinjer, du kan bruge til CNC-drejning af plastik, herunder:
Sørg for, at skærekanterne har en negativ baglæns hældning for at minimere friktion.
Skærekanterne skal have en god frihøjdevinkel.
Polér emnets overflade for en bedre overfladefinish og reduceret materialeophobning.
Reducer tilspændingshastigheden for at forbedre præcisionen af de endelige snit (brug en tilspændingshastighed på 0,015 IPR til grove snit og 0,005 IPR til præcise snit).
Tilpas frihøjden, sidevinklerne og hældningsvinklerne til plastmaterialet.
CNC-fræsning
CNC-fræsning involverer brugen af en fræser til at fjerne materiale fra emnet for at få den ønskede del. Der findes forskellige CNC-fræsemaskiner opdelt i 3-aksede fræsemaskiner og fleraksede fræsemaskiner.
På den ene side kan en 3-akset CNC-fræsemaskine bevæge sig i tre lineære akser (venstre mod højre, frem og tilbage, op og ned). Som et resultat er den velegnet til at skabe dele med simple designs. På den anden side kan fleraksede fræsere bevæge sig i mere end tre akser. Som et resultat er den velegnet til CNC-bearbejdning af plastdele med komplicerede geometrier.
Der er flere retningslinjer, du kan bruge til CNC-fræsning af plastik, herunder:
Bearbejd en termoplast forstærket med kulstof eller glas med kulstofværktøj.
Øg spindelhastigheden ved hjælp af klemmer.
Reducer stresskoncentrationen ved at skabe afrundede indvendige hjørner.
Køling direkte på routeren for at sprede varmen.
Vælg rotationshastighed.
Afgrat plastikdele efter fræsning for at forbedre overfladefinishen.
CNC-boring
CNC-boring i plastik involverer at lave et hul i et plastemne ved hjælp af et bor monteret med et bor. Borets størrelse og form bestemmer hullets størrelse. Derudover spiller det også en rolle i spånafgang. De typer borepresse, du kan bruge, omfatter bænkboremaskine, opretstående boremaskine og radialboremaskine.
Der er flere retningslinjer, du kan bruge til CNC-boring i plastik, herunder:
Sørg for at bruge skarpe CNC-bor for at undgå at belaste plastemnet.
Brug det rigtige bor. For eksempel er et bor på 90 til 118° med en læbevinkel på 9 til 15° egnet til de fleste termoplastmaterialer (til akryl skal du bruge en hældning på 0°).
Sørg for en nem spånudkastning ved at vælge det rigtige bor.
Brug et kølesystem til at afhjælpe den mængde damp, der genereres under bearbejdningsprocessen.
For at fjerne CNC-boret uden at beskadige det, skal du sørge for, at boredybden er mindre end tre eller fire gange borediameteren. Reducer også tilspændingshastigheden, når boret næsten har forladt materialet.
Alternativer til plastbearbejdning
Udover CNC-bearbejdning af plastdele kan andre rapid prototyping-processer fungere som alternativer. Almindelige processer omfatter:
Sprøjtestøbning
Dette er en populær masseproduktionsproces til bearbejdning af plastemner. Sprøjtestøbning involverer fremstilling af en form af aluminium eller stål afhængigt af faktorer som levetid. Derefter sprøjtes smeltet plast ind i formhulrummet, afkøles og danner den ønskede form.
Plastsprøjtestøbning er velegnet til både prototypefremstilling og fremstilling af rigtige dele. Derudover er det en omkostningseffektiv metode, der er egnet til dele med komplekse og simple designs. Desuden kræver sprøjtestøbte dele næsten ikke yderligere arbejde eller overfladebehandling.
3D-printning
3D-printning er den mest almindelige prototypemetode, der anvendes i små virksomheder. Additiv fremstillingsproces er et værktøj til hurtig prototypefremstilling, der omfatter teknologier som stereolitografi (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM) og Selective Laser Sintering (SLS), der bruges til at bearbejde termoplaster såsom nylon, PLA, ABS og ULTEM.
Hver teknologi involverer oprettelse af digitale 3D-modeller og konstruktion af de ønskede dele lag for lag. Dette minder om CNC-bearbejdning af plastik, selvom det medfører mindre materialespild i modsætning til sidstnævnte. Desuden eliminerer det behovet for værktøj og er mere egnet til fremstilling af dele med komplekse designs.
Vakuumstøbning
Vakuumstøbning eller polyurethan/urethanstøbning involverer silikoneforme og harpikser til at lave en kopi af et mastermønster. Rapid prototyping-processen er velegnet til at skabe plastik af høj kvalitet. Derudover kan kopierne anvendes til at visualisere ideer eller fejlfinde designfejl.
Industrielle anvendelser af CNC-bearbejdning af plast
CNC-bearbejdning af plast er bredt anvendelig på grund af fordele som nøjagtighed, præcision og snæver tolerance. Almindelige industrielle anvendelser af processen omfatter:
Medicinsk industri
CNC-plastbearbejdning er i øjeblikket anvendelig til fremstilling af medicinsk bearbejdede dele såsom proteser og kunstige hjerter. Dens høje grad af nøjagtighed og repeterbarhed gør det muligt at opfylde de strenge sikkerhedsstandarder, der kræves af industrien. Derudover er der et utal af materialemuligheder, og den producerer komplekse former.
Bilkomponenter
Både bildesignere og ingeniører bruger CNC-bearbejdning af plast til at fremstille bilkomponenter og prototyper i realtid. Plast er bredt anvendelig i branchen til fremstilling af brugerdefinerede CNC-plastdele såsom instrumentbrætter på grund af sin lette vægt, hvilket reducerer brændstofforbruget. Derudover er plast modstandsdygtig over for korrosion og slid, hvilket de fleste bilkomponenter oplever. Derudover kan plast let støbes i komplekse former.
Luftfartsdele
Fremstilling af dele til luftfart kræver en fremstillingsmetode med høj præcision og snævre tolerancer. Som følge heraf vælger industrien CNC-bearbejdning til design, testning og konstruktion af forskellige bearbejdede dele til luftfart. Plastmaterialer er anvendelige på grund af deres egnethed til komplekse former, styrke, lette vægt og høje kemikalier samt varmebestandighed.
Elektronikindustri
Elektronikindustrien foretrækker også CNC-bearbejdning af plast på grund af dens høje præcision og repeterbarhed. I øjeblikket bruges processen til fremstilling af CNC-bearbejdede elektroniske plastdele såsom ledningsindkapslinger, tastaturer til enheder og LCD-skærme.
Hvornår skal man vælge CNC-bearbejdning af plastik
Det kan være udfordrende at vælge mellem de mange plastfremstillingsprocesser, der er omtalt ovenfor. Derfor er der nedenfor et par overvejelser, der kan hjælpe dig med at beslutte, om CNC-bearbejdning af plast er den bedste proces til dit projekt:
Hvis plastprototypedesign med snæver tolerance
CNC-plastbearbejdning er den bedste metode til fremstilling af dele med design, der kræver snævre tolerancer. En konventionel CNC-fræsemaskine kan opnå en snæver tolerance på omkring 4 μm.
Hvis plastprototypen kræver en god overfladefinish
CNC-maskiner tilbyder en overfladefinish af høj kvalitet, hvilket gør dem velegnede, hvis dit projekt ikke kræver en yderligere overfladebehandlingsproces. Dette er i modsætning til 3D-printning, som efterlader lagmærker under printning.
Hvis plastprototypen kræver specielle materialer
CNC-bearbejdning af plast kan bruges til at producere dele fra en bred vifte af plastmaterialer, herunder dem med særlige egenskaber såsom høj temperaturbestandighed, høj styrke eller høj kemisk resistens. Dette gør det til et ideelt valg til at skabe prototyper med specialiserede krav.
Hvis dine produkter er i testfasen
CNC-bearbejdning er afhængig af 3D-modeller, som er nemme at ændre. Da testfasen kræver konstant modifikation, giver CNC-bearbejdning designere og producenter mulighed for at skabe funktionelle plastprototyper for at teste og fejlfinde designfejl.
· Hvis du har brug for en økonomisk løsning
Ligesom andre fremstillingsmetoder er CNC-bearbejdning af plastik egnet til omkostningseffektiv fremstilling af dele. Plastik er billigere end metaller og andre materialer, såsom kompositter. Desuden er computer numerisk styring mere præcis, og processen er egnet til komplekst design.
Konklusion
CNC-plastbearbejdning er en bredt accepteret proces industrielt på grund af dens nøjagtighed, hastighed og egnethed til fremstilling af dele med snævre tolerancer. Denne artikel omhandler de forskellige CNC-bearbejdningsmaterialer, der er kompatible med processen, tilgængelige teknikker og andre ting, der kan hjælpe dit projekt.
Det kan være meget udfordrende at vælge den rigtige bearbejdningsteknik, hvilket nødvendiggør outsourcelse til en udbyder af CNC-bearbejdning af plast. Hos GuanSheng tilbyder vi brugerdefinerede CNC-bearbejdningstjenester til plast og kan hjælpe dig med at fremstille forskellige dele til prototyping eller brug i realtid baseret på dine behov.
Vi har adskillige plastmaterialer, der er egnede til CNC-bearbejdning, med en streng og strømlinet udvælgelsesproces. Derudover kan vores ingeniørteam tilbyde professionel rådgivning om materialevalg og designforslag. Upload dit design i dag, og få øjeblikkelige tilbud og gratis DfM-analyse til en konkurrencedygtig pris.
Opslagstidspunkt: 13. november 2023