Уобичајени приказ CNC обраде, најчешће, подразумева рад са металним предметом. Међутим, CNC обрада није само широко применљива на пластику, већ је CNC обрада пластике такође један од уобичајених процеса обраде у неколико индустрија.
Прихватање машинске обраде пластике као производног процеса последица је широког спектра доступних CNC материјала за пластику. Штавише, увођењем рачунарске нумеричке контроле, процес постаје прецизнији, бржи и погоднији за израду делова са малом толеранцијом. Колико знате о CNC обради пластике? Овај чланак разматра материјале компатибилне са процесом, доступне технике и друге ствари које могу помоћи вашем пројекту.
Пластика за CNC обраду
Многе машински обрадиве пластике су погодне за производњу делова и производа које производи неколико индустрија. Њихова употреба зависи од њихових својстава, при чему неке машински обрадиве пластике, попут најлона, имају одлична механичка својства која им омогућавају да замене метале. У наставку су наведене најчешће пластике за машинску обраду пластике по наруџби:
АБС:
Акрилонитрил бутадиен стирен, или ABS, је лагани CNC материјал познат по својој отпорности на ударце, чврстоћи и високој обрадивости. Иако се може похвалити добрим механичким својствима, његова ниска хемијска стабилност је очигледна у његовој осетљивости на масти, алкохоле и друге хемијске раствараче. Такође, термичка стабилност чистог ABS-а (тј. ABS-а без адитива) је ниска, јер ће пластични полимер горети чак и након уклањања пламена.
Професионалци
Лаган је без губитка механичке чврстоће.
Пластични полимер је веома обрадив, што га чини веома популарним материјалом за брзу израду прототипова.
АБС има погодну ниску тачку топљења (ово је важно за друге брзе процесе израде прототипова као што су 3Д штампање и бризгање).
Има високу затезну чврстоћу.
АБС има високу издржљивост, што значи дужи век трајања.
Приступачно је.
Мане
Када је изложен топлоти, ослобађа вруће пластичне испарења.
Потребна вам је одговарајућа вентилација да бисте спречили накупљање таквих гасова.
Има ниску тачку топљења што може изазвати деформацију од топлоте коју генерише ЦНЦ машина.
Апликације
АБС је веома популаран инжењерски термопластик који користе многе службе за брзу израду прототипова у производњи производа због својих одличних својстава и приступачности. Применљив је у електротехничкој и аутомобилској индустрији у изради делова као што су капе за тастатуре, кућишта електронике и компоненте контролне табле аутомобила.
Најлон
Најлон или полиамид је пластични полимер са ниским трењем и високом отпорношћу на ударце, хемикалије и хабање. Његова одлична механичка својства, као што су чврстоћа (76mPa), издржљивост и тврдоћа (116R), чине га веома погодним за CNC обраду и додатно побољшавају његову примену у аутомобилској и индустрији производње медицинских делова.
Професионалци
Одлична механичка својства.
Има високу затезну чврстоћу.
Исплативо.
То је лагани полимер.
Отпоран је на топлоту и хемикалије.
Мане
Има ниску димензионалну стабилност.
Најлон лако упија влагу.
Осетљив је на јаке минералне киселине.
Апликације
Најлон је високо ефикасна инжењерска термопластика која се може применити за израду прототипова и стварних делова у медицинској и аутомобилској индустрији. Компоненте произведене од CNC материјала укључују лежајеве, подлошке и цеви.
Акрил
Акрил или ПММА (полиметил метакрилат) је популаран у CNC обради пластике због својих оптичких својстава. Пластични полимер је провидан и отпоран на гребање, па се примењује у индустријама које захтевају таква својства. Осим тога, има веома добра механичка својства, што се види у његовој жилавости и отпорности на ударце. Због своје јефтиности, CNC обрада акрила је постала алтернатива пластичним полимерима као што су поликарбонат и стакло.
Професионалци
Лаган је.
Акрил је веома отпоран на хемикалије и УВ зрачење.
Има високу обрадивост.
Акрил има високу хемијску отпорност.
Мане
Није толико отпоран на топлоту, ударце и абразију.
Може пући под великим оптерећењем.
Није отпоран на хлорисане/ароматичне органске супстанце.
Апликације
Акрил је применљив као замена за материјале као што су поликарбонат и стакло. Као резултат тога, применљив је у аутомобилској индустрији за израду светлосних цеви и поклопаца за аутомобилска светла, као и у другим индустријама за израду соларних панела, надстрешница за пластенике итд.
ПОМ
ПОМ или Делрин (комерцијални назив) је високо машински обрадиви ЦНЦ пластични материјал који бирају многе ЦНЦ услуге обраде због своје високе чврстоће и отпорности на топлоту, хемикалије и хабање. Постоји неколико врста Делрина, али већина индустрија се ослања на Делрин 150 и 570 јер су димензионално стабилни.
Професионалци
Они су најобрадивији од свих CNC пластичних материјала.
Имају одличну хемијску отпорност.
Имају високу димензионалну стабилност.
Има високу чврстоћу на затезање и издржљивост, што обезбеђује дужи век трајања.
Мане
Има слабу отпорност на киселине.
Апликације
ПОМ налази своју примену у различитим индустријама. На пример, у аутомобилском сектору се користи за производњу компоненти сигурносних појасева. Индустрија медицинске опреме га користи за производњу инсулинских оловака, док сектор робе широке потрошње користи ПОМ за израду електронских цигарета и водомера.
HDPE
Полиетилен високе густине је термопластика са високом отпорношћу на напрезање и корозивне хемикалије. Нуди одлична механичка својства као што су затезна чврстоћа (4000 PSI) и тврдоћа (R65) у односу на свој еквивалент, а LDPE га замењује у применама са таквим захтевима.
Професионалци
То је флексибилна пластика која се може обрађивати.
Веома је отпоран на стрес и хемикалије.
Има одлична механичка својства.
АБС има високу издржљивост, што значи дужи век трајања.
Мане
Има слабу отпорност на УВ зрачење.
Апликације
HDPE има разноврсну примену, укључујући израду прототипова, израду зупчаника, лежајева, амбалаже, електричне изолације и медицинске опреме. Идеалан је за израду прототипова јер се може брзо и лако обрађивати, а његова ниска цена га чини одличним за израду вишеструких итерација. Осим тога, добар је материјал за зупчанике због ниског коефицијента трења и високе отпорности на хабање, а за лежајеве, јер је самоподмазујући и хемијски отпоран.
ЛДПЕ
ЛДПЕ је чврст, флексибилан пластични полимер са добром хемијском отпорношћу и ниским температурама. Широко се примењује у индустрији производње медицинских делова за израду протеза и ортопедских уложака.
Професионалци
Чврст је и флексибилан.
Веома је отпоран на корозију.
Лако је заптитити употребом термичких техника као што је заваривање.
Мане
Није погодан за делове који захтевају отпорност на високе температуре.
Има ниску крутост и структурну чврстоћу.
Апликације
LDPE се често користи за производњу прилагођених зупчаника и механичких компоненти, електричних компоненти попут изолатора и кућишта за електронске уређаје, као и делова са полираним или сјајним изгледом. Штавише, његов низак коефицијент трења, висока отпорност изолације и издржљивост чине га идеалним материјалом за високоперформансне примене.
Поликарбонат
Поликарбонат је чврст, али лаган пластични полимер са својствима отпорности на топлоту и електричне изолације. Као и акрил, може заменити стакло због своје природне транспарентности.
Професионалци
Ефикаснији је од већине инжењерских термопласта.
Природно је транспарентан и може да пропушта светлост.
Одлично прима боју.
Има високу затезну чврстоћу и издржљивост.
Поликарбонат је отпоран на разблажене киселине, уља и масти.
Мане
Разграђује се након дужег излагања води преко 60°C.
Осетљив је на хабање угљоводоника.
Временом ће пожутети након дужег излагања УВ зрацима.
Апликације
На основу својих својстава светлости, поликарбонат може да замени стаклени материјал. Стога се користи у изради заштитних наочара и ЦД/ДВД дискова. Осим тога, погодан је за израду хируршких инструмената и прекидача.
Методе CNC обраде пластике
CNC обрада пластичних делова подразумева коришћење рачунарски контролисане машине за уклањање дела пластичног полимера како би се формирао жељени производ. Процес субтрактивне производње може да створи мноштво делова са малом толеранцијом, уједначеношћу и прецизношћу коришћењем следећих метода.
CNC стругање
ЦНЦ стругање је техника обраде која подразумева држање радног предмета на стругу и његово ротирање у односу на алат за резање окретањем или стругањем. Постоји и неколико врста ЦНЦ стругања, укључујући:
Право или цилиндрично CNC стругање је погодно за велике резове.
Конусно CNC стругање је погодно за израду делова конусног облика.
Постоји неколико смерница које можете користити код CNC стругања пластике, укључујући:
Уверите се да сечива имају негативан уназадни нагиб како бисте смањили трење.
Резне ивице треба да имају велики угао заобљења.
Полирајте површину радног предмета ради боље завршне обраде и смањења накупљања материјала.
Смањите брзину померања да бисте побољшали прецизност завршних резова (користите брзину померања од 0,015 IPR за грубе резове и 0,005 IPR за прецизне резове).
Прилагодите зазор, бочне углове и углове нагиба пластичном материјалу.
CNC глодање
ЦНЦ глодање подразумева употребу глодалице за уклањање материјала са радног предмета како би се добио потребан део. Постоје различите ЦНЦ глодалице подељене на троосне глодалице и вишеосне глодалице.
С једне стране, троосна CNC глодалица може се кретати у три линеарне осе (с лева на десно, напред-назад, горе-доле). Као резултат тога, веома је погодна за израду делова једноставног дизајна. С друге стране, вишеосне глодалице могу се кретати у више од три осе. Као резултат тога, погодне су за CNC обраду пластичних делова са сложеним геометријама.
Постоји неколико смерница које можете користити код CNC глодења пластике, укључујући:
Обрада термопластике ојачане угљеником или стаклом помоћу алата од угљеника.
Повећајте брзину вретена помоћу стезаљки.
Смањите концентрацију напрезања стварањем заобљених унутрашњих углова.
Хлађење директно на рутеру ради распршивања топлоте.
Изаберите брзину ротације.
Очистите пластичне делове од неравнина након глодања како бисте побољшали завршну обраду површине.
CNC бушење
CNC бушење пластике подразумева стварање рупе у пластичном радном предмету помоћу бушилице са монтираним бургијом. Величина и облик бургије одређују величину рупе. Штавише, она такође игра улогу у одвожењу струготине. Врсте бушилица које можете користити укључују стону, усправну и радијалну.
Постоји неколико смерница које можете користити код CNC бушења пластике, укључујући:
Обавезно користите оштре ЦНЦ бургије како бисте избегли оптерећење пластичног радног предмета.
Користите одговарајућу бургију. На пример, бургија од 90 до 118° са углом ивице од 9 до 15° је погодна за већину термопласта (за акрил користите угао од 0°).
Обезбедите лако избацивање струготине одабиром праве бургије.
Користите систем хлађења да бисте ублажили више гасова који се стварају током процеса обраде.
Да бисте уклонили CNC бургију без оштећења, уверите се да је дубина бушења мања од три или четири пута већа од пречника бургије. Такође, смањите брзину померања када бургија скоро изађе из материјала.
Алтернативе обради пластике
Поред CNC машинске обраде пластичних делова, други процеси брзе израде прототипова могу послужити као алтернативе. Уобичајени укључују:
Бризгање
Ово је популаран процес масовне производње за рад са пластичним комадима. Бризгање подразумева израду калупа од алуминијума или челика, у зависности од фактора као што је дуготрајност. Након тога, растопљена пластика се убризгава у шупљину калупа, хлади се и формира жељени облик.
Бризгање пластике је погодно и за израду прототипова и за производњу правих делова. Осим тога, то је исплатива метода погодна за делове са сложеним и једноставним дизајном. Штавише, делови добијени бризгањем готово да не захтевају додатни рад или површинску обраду.
3Д штампање
3Д штампање је најчешћа метода израде прототипова која се користи у малим предузећима. Адитивни процес производње је алат за брзу израду прототипова који обухвата технологије као што су стереолитографија (SLA), моделирање фузионим таложењем (FDM) и селективно ласерско синтеровање (SLS), које се користе за рад са термопластикама као што су најлон, PLA, ABS и ULTEM.
Свака технологија подразумева креирање 3Д дигиталних модела и изградњу жељених делова слој по слој. Ово је слично CNC обради пластике, иако за разлику од овог другог, долази до мањег отпада материјала. Штавише, елиминише потребу за алатима и погоднија је за израду делова сложеног дизајна.
Вакуумско ливење
Вакуумско ливење или ливење полиуретана/уретана укључује силиконске калупе и смоле за израду копије главног шаблона. Процес брзе израде прототипова је погодан за израду пластике високог квалитета. Штавише, копије су применљиве за визуелизацију идеја или решавање проблема са недостацима у дизајну.
Индустријске примене CNC обраде пластике
CNC обрада пластике је широко применљива због предности као што су тачност, прецизност и мала толеранција. Уобичајене индустријске примене процеса укључују:
Медицинска индустрија
CNC обрада пластике тренутно се примењује у производњи медицинских делова обрађених машином, као што су протетски удови и вештачка срца. Њен висок степен тачности и поновљивости омогућава јој да испуни строге безбедносне стандарде које захтева индустрија. Штавише, постоји мноштво опција материјала и производи сложене облике.
Аутомобилске компоненте
И дизајнери аутомобила и инжењери користе CNC машинску обраду пластике за израду аутомобилских компоненти и прототипова у реалном времену. Пластика се широко примењује у индустрији за израду прилагођених CNC пластичних делова као што су инструмент табле због своје мале тежине, што смањује потрошњу горива. Штавише, пластика је отпорна на корозију и хабање, што је случај са већином аутомобилских компоненти. Осим тога, пластика се лако може обликовати у сложене облике.
Делови за ваздухопловство
Производња ваздухопловних делова захтева метод производње који има високу прецизност и мале толеранције. Као резултат тога, индустрија се одлучује за CNC машинску обраду приликом пројектовања, тестирања и израде различитих ваздухопловних машински обрађених делова. Пластични материјали су применљиви због своје погодности за сложене облике, чврстоће, мале тежине и отпорности на високе хемикалије, као и отпорности на топлоту.
Електронска индустрија
Електронска индустрија такође фаворизује CNC машинску обраду пластике због њене високе прецизности и поновљивости. Тренутно се овај процес користи за израду CNC машински обрађених пластичних електронских делова као што су кућишта за жице, тастатуре уређаја и LCD екрани.
Када одабрати CNC обраду пластике
Избор између многих горе наведених процеса производње пластике може бити изазован. Стога, у наставку је неколико разматрања која вам могу помоћи да одлучите да ли је CNC обрада пластике бољи процес за ваш пројекат:
Ако је дизајн пластичног прототипа са уском толеранцијом
CNC обрада пластике је боља метода за израду делова са дизајном који захтева мале толеранције. Конвенционална CNC глодалица може постићи малу толеранцију од око 4 μm.
Ако пластични прототип захтева квалитетну површинску завршну обраду
ЦНЦ машина нуди висококвалитетну површинску завршну обраду, што је чини погодном ако вашем пројекту није потребан додатни процес површинске обраде. Ово је за разлику од 3Д штампања, које оставља трагове слојева током штампања.
Ако пластични прототип захтева посебне материјале
CNC обрада пластике може се користити за производњу делова од широког спектра пластичних материјала, укључујући и оне са посебним својствима као што су отпорност на високе температуре, висока чврстоћа или висока хемијска отпорност. Због тога је идеалан избор за израду прототипова са специјализованим захтевима.
Ако су ваши производи у фази тестирања
CNC обрада се ослања на 3D моделе, које је лако мењати. Пошто фаза тестирања захтева сталне модификације, CNC обрада омогућава дизајнерима и произвођачима да креирају функционалне пластичне прототипове за тестирање и отклањање недостатака у дизајну.
· Ако вам је потребна економична опција
Као и друге методе производње, CNC обрада пластике је погодна за исплативу израду делова. Пластика је јефтинија од метала и других материјала, као што су композити. Штавише, компјутерска нумеричка контрола је прецизнија, а процес је погодан за сложене дизајне.
Закључак
CNC обрада пластике је широко прихваћен процес у индустрији због своје тачности, брзине и погодности за израду делова са малом толеранцијом. Овај чланак говори о различитим CNC материјалима за обраду компатибилним са процесом, доступним техникама и другим стварима које могу помоћи вашем пројекту.
Избор праве технике обраде може бити веома изазован, што захтева да ангажујете спољног добављача услуга CNC обраде пластике. У компанији GuanSheng нудимо услуге CNC обраде пластике по мери и можемо вам помоћи да направите различите делове за израду прототипова или употребу у реалном времену на основу ваших захтева.
Имамо неколико пластичних материјала погодних за CNC машинску обраду са строгим и поједностављеним процесом селекције. Штавише, наш инжењерски тим може да пружи професионалне савете о избору материјала и предлоге за дизајн. Отпремите свој дизајн данас и добијте тренутне понуде и бесплатну DfM анализу по конкурентној цени.
Време објаве: 13. новембар 2023.