CNC-töötluse tavaline kirjeldus hõlmab enamasti metallilise toorikuga töötamist. CNC-töötlust saab aga laialdaselt rakendada mitte ainult plastide töötlemisel, vaid see on ka üks levinumaid töötlemisprotsesside liike mitmes tööstusharus.
Plastiku töötlemise kui tootmisprotsessi omaksvõtt on tingitud laiast valikust plastist CNC-materjalidest. Lisaks muutub arvuti numbrilise juhtimise kasutuselevõtuga protsess täpsemaks, kiiremaks ja sobivamaks väikese tolerantsiga osade valmistamiseks. Kui palju te teate plastist CNC-töötlemisest? See artikkel käsitleb protsessiga ühilduvaid materjale, saadaolevaid tehnikaid ja muid asju, mis võivad teie projekti aidata.
CNC-töötlemiseks mõeldud plastid
Paljud töödeldavad plastid sobivad osade ja toodete valmistamiseks, mida valmistavad mitmed tööstusharud. Nende kasutamine sõltub nende omadustest, kusjuures mõnel töödeldaval plastil, näiteks nailonil, on suurepärased mehaanilised omadused, mis võimaldavad neil metalle asendada. Allpool on loetletud kõige levinumad plastid kohandatud plastide töötlemiseks:
ABS-i:
Akrüülnitriilbutadieenstüreen ehk ABS on kerge CNC-materjal, mis on tuntud oma löögikindluse, tugevuse ja hea töödeldavuse poolest. Kuigi sellel on head mehaanilised omadused, ilmneb selle madal keemiline stabiilsus vastuvõtlikkuses rasvade, alkoholide ja muude keemiliste lahustite suhtes. Samuti on puhta ABS-i (st lisanditeta ABS-i) termiline stabiilsus madal, kuna plastpolümeer põleb isegi pärast leegi eemaldamist.
Plussid
See on kerge, kaotamata oma mehaanilist tugevust.
Plastpolümeer on väga hästi töödeldav, mistõttu on see väga populaarne kiirprototüüpimise materjal.
ABS-il on sobiv madal sulamistemperatuur (see on oluline ka teiste kiirete prototüüpimisprotsesside, näiteks 3D-printimise ja survevalu jaoks).
Sellel on kõrge tõmbetugevus.
ABS-il on kõrge vastupidavus, mis tähendab pikemat eluiga.
See on taskukohane.
Miinused
Kuumuse käes olles eraldab see kuuma plastauru.
Selliste gaaside tekkimise vältimiseks on vaja korralikku ventilatsiooni.
Sellel on madal sulamistemperatuur, mis võib CNC-masina tekitatud kuumuse tõttu deformeeruda.
Rakendused
ABS on väga populaarne insener-termoplast, mida paljud kiirprototüüpimise teenused kasutavad oma suurepäraste omaduste ja taskukohasuse tõttu toodete valmistamisel. Seda kasutatakse elektri- ja autotööstuses selliste osade valmistamiseks nagu klaviatuurikatted, elektroonikakorpused ja autode armatuurlaua komponendid.
Nailon
Nailon ehk polüamiid on madala hõõrdumisega plastpolümeer, millel on kõrge löögi-, kemikaali- ja kulumiskindlus. Selle suurepärased mehaanilised omadused, nagu tugevus (76 mPa), vastupidavus ja kõvadus (116R), muudavad selle CNC-töötlemiseks väga sobivaks ja parandavad veelgi selle rakendusvõimalusi autotööstuses ja meditsiiniseadmete osade tootmises.
Plussid
Suurepärased mehaanilised omadused.
Sellel on kõrge tõmbetugevus.
Kulutõhus.
See on kerge polümeer.
See on kuumus- ja kemikaalikindel.
Miinused
Sellel on madal mõõtmete stabiilsus.
Nailon imab kergesti niiskust.
See on tundlik tugevate mineraalhapete suhtes.
Rakendused
Nailon on kõrgjõudlusega insener-termoplast, mida kasutatakse prototüüpide valmistamiseks ja reaalsete osade tootmiseks meditsiini- ja autotööstuses. CNC-materjalist valmistatud komponentide hulka kuuluvad laagrid, seibid ja torud.
Akrüül
Akrüül ehk PMMA (polümetüülmetakrülaat) on oma optiliste omaduste tõttu populaarne plastmaterjalide CNC-töötluses. Plastpolümeer on poolläbipaistvus- ja kriimustuskindel, seega kasutatakse seda tööstusharudes, mis selliseid omadusi vajavad. Lisaks sellele on sellel väga head mehaanilised omadused, mis ilmnevad selle sitkuses ja löögikindluses. Oma odavuse tõttu on akrüülmaterjalist CNC-töötlus saanud alternatiiv plastpolümeeridele, nagu polükarbonaat ja klaas.
Plussid
See on kerge.
Akrüül on väga kemikaalikindel ja UV-kindel.
Sellel on kõrge töödeldavus.
Akrüülil on kõrge keemiline vastupidavus.
Miinused
See ei ole nii vastupidav kuumusele, löökidele ja hõõrdumisele.
Suure koormuse all võib see praguneda.
See ei ole klooritud/aromaatsete orgaaniliste ainete suhtes vastupidav.
Rakendused
Akrüüli saab kasutada selliste materjalide nagu polükarbonaat ja klaas asendamiseks. Seetõttu on see kasutatav autotööstuses valgustorude ja autode suunatulede katete valmistamiseks ning teistes tööstusharudes päikesepaneelide, kasvuhoonete varikatuste jms valmistamiseks.
POM
POM ehk Delrin (kaubanduslik nimetus) on hästi töödeldav CNC-plastmaterjal, mida paljud CNC-töötlemisteenused valivad oma suure tugevuse ning kuumus-, kemikaali- ja kulumiskindluse tõttu. Delrinit on mitut tüüpi, kuid enamik tööstusharusid tugineb Delrin 150 ja 570-le, kuna need on mõõtmetelt stabiilsed.
Plussid
Need on kõigist CNC-plastist materjalidest kõige paremini töödeldavad.
Neil on suurepärane keemiline vastupidavus.
Neil on kõrge mõõtmete stabiilsus.
Sellel on kõrge tõmbetugevus ja vastupidavus, mis tagab pikema eluea.
Miinused
Sellel on halb vastupidavus hapetele.
Rakendused
POM leiab rakendust erinevates tööstusharudes. Näiteks autotööstuses kasutatakse seda turvavööde komponentide valmistamiseks. Meditsiiniseadmete tööstuses kasutatakse seda insuliinipliiatsite tootmiseks, samas kui tarbekaupade sektor kasutab POM-i elektrooniliste sigarettide ja veemõõtjate valmistamiseks.
HDPE
Suure tihedusega polüetüleenplast on termoplast, millel on kõrge vastupidavus pingele ja söövitavatele kemikaalidele. See pakub suurepäraseid mehaanilisi omadusi, nagu tõmbetugevus (4000 PSI) ja kõvadus (R65), võrreldes oma analoogiga, LDPE-ga, mis asendab seda selliste nõuetega rakendustes.
Plussid
See on painduv ja kergesti töödeldav plast.
See on väga vastupidav stressile ja kemikaalidele.
Sellel on suurepärased mehaanilised omadused.
ABS-il on kõrge vastupidavus, mis tähendab pikemat eluiga.
Miinused
Sellel on nõrk UV-kindlus.
Rakendused
HDPE-l on mitmesuguseid rakendusi, sealhulgas prototüüpide valmistamine, hammasrataste, laagrite, pakendite, elektriisolatsiooni ja meditsiiniseadmete loomine. See sobib ideaalselt prototüüpide valmistamiseks, kuna seda saab kiiresti ja lihtsalt töödelda ning selle madal hind muudab selle suurepäraseks mitme iteratsiooni loomiseks. Lisaks on see hea materjal hammasrataste jaoks tänu madalale hõõrdetegurile ja kõrgele kulumiskindlusele ning laagrite jaoks, kuna see on iseõlitav ja keemiliselt vastupidav.
LDPE
LDPE on vastupidav ja painduv plastpolümeer, millel on hea keemiline vastupidavus ja madal temperatuur. Seda kasutatakse laialdaselt meditsiiniliste osade tootmises proteeside ja ortopeediliste abivahendite valmistamiseks.
Plussid
See on sitke ja paindlik.
See on väga korrosioonikindel.
Seda on lihtne tihendada kuumtöötlusmeetodite, näiteks keevitamise abil.
Miinused
See ei sobi osade jaoks, mis vajavad kõrget temperatuurikindlust.
Sellel on madal jäikus ja konstruktsioonitugevus.
Rakendused
LDPE-d kasutatakse sageli kohandatud hammasrataste ja mehaaniliste komponentide, elektriliste komponentide, näiteks elektroonikaseadmete isolaatorite ja korpuste ning poleeritud või läikiva välimusega osade tootmiseks. Lisaks muudavad selle madal hõõrdetegur, kõrge isolatsioonitakistus ja vastupidavus ideaalseks materjaliks suure jõudlusega rakenduste jaoks.
Polükarbonaat
PC on vastupidav, kuid kerge plastpolümeer, millel on kuumakindlad ja elektriisolatsiooni omadused. Nagu akrüül, võib see oma loomuliku läbipaistvuse tõttu klaasi asendada.
Plussid
See on tõhusam kui enamik tehnilisi termoplastikke.
See on loomulikult läbipaistev ja suudab valgust läbi lasta.
See võtab värvi väga hästi omaks.
Sellel on kõrge tõmbetugevus ja vastupidavus.
PC on vastupidav lahjendatud hapetele, õlidele ja rasvadele.
Miinused
See laguneb pikaajalisel kokkupuutel üle 60 °C veega.
See on vastuvõtlik süsivesinike kulumisele.
Pikaajalisel UV-kiirgusega kokkupuutel muutub see aja jooksul kollaseks.
Rakendused
Oma valgusomaduste tõttu saab polükarbonaat asendada klaasmaterjali. Seetõttu kasutatakse seda kaitseprillide ja CD/DVD-de valmistamisel. Lisaks sellele sobib see kirurgiliste instrumentide ja kaitselülitite valmistamiseks.
Plastist CNC-töötlusmeetodid
CNC-plastist detailide töötlemine hõlmab arvuti abil juhitava masina kasutamist plastpolümeeri osa eemaldamiseks soovitud toote moodustamiseks. Lahutava tootmisprotsessi abil saab luua hulgaliselt osi, millel on range tolerants, ühtlus ja täpsus, kasutades järgmisi meetodeid.
CNC-treimine
CNC-treimine on töötlemistehnika, mis hõlmab tooriku hoidmist treipingil ja selle pööramist lõikeriista vastu pöörlemise või treimise teel. CNC-treimist on mitut tüüpi, sealhulgas:
Suurte lõigete jaoks sobib sirge või silindriline CNC-treimine.
Koonusja CNC-treimine sobib koonusekujuliste detailide loomiseks.
Plastikust CNC-treimisel on mitmeid juhiseid, mida saate kasutada, sealhulgas:
Hõõrdumise minimeerimiseks veenduge, et lõikeservadel oleks negatiivne tagasikalle.
Lõikeservadel peaks olema suur kaldenurk.
Poleeri töödeldava pinna parema viimistluse ja materjali kogunemise vähendamiseks.
Lõpplõigete täpsuse parandamiseks vähendage etteandekiirust (kasutage etteandekiirust 0,015 IPR jämedate lõigete ja 0,005 IPR täpplõigete jaoks).
Kohandage kliirens, külg- ja kaldenurk plastmaterjaliga.
CNC-freesimine
CNC-freesimine hõlmab freesi kasutamist materjali eemaldamiseks toorikult, et saada vajalik detail. CNC-freespinke on erinevaid, mis jagunevad kolmeteljelisteks ja mitmeteljelisteks freespinkideks.
Ühelt poolt saab 3-teljeline CNC-freespink liikuda kolmel lineaarteljel (vasakult paremale, edasi-tagasi, üles-alla). Seetõttu sobib see hästi lihtsa konstruktsiooniga osade loomiseks. Teisest küljest saavad mitmeteljelised freespingid liikuda rohkem kui kolmel teljel. Seetõttu sobib see keeruka geomeetriaga plastdetailide CNC-töötlemiseks.
Plastikust CNC-freesimisel on mitmeid juhiseid, mida saate kasutada, sealhulgas:
Töödelda süsiniku või klaasiga tugevdatud termoplasti süsiniktööriistade abil.
Suurendage spindli kiirust klambrite abil.
Vähendage pinge kontsentratsiooni ümarate sisenurkade loomisega.
Jahutus otse ruuteril soojuse hajutamiseks.
Valige pöörlemiskiirus.
Pinnaviimistluse parandamiseks eemaldage pärast freesimist plastdetailidest ebatasasused.
CNC-puurimine
Plastiku CNC-puurimine hõlmab plastdetaili sisse augu loomist puuriteraga puuri abil. Puuri suurus ja kuju määravad augu suuruse. Lisaks mängib see rolli ka laastu eemaldamisel. Kasutatavate puurpresside tüübid on laua-, püsti- ja radiaalpuurpingid.
Plastikust CNC-puurimisel on mitmeid juhiseid, mida saate kasutada, sealhulgas:
Veenduge, et kasutate teravaid CNC-puuriterasid, et vältida plastdetailile surve avaldamist.
Kasutage õiget puuritera. Näiteks 90–118° puuritera, mille servanurk on 9–15°, sobib enamiku termoplastide jaoks (akrüüli puhul kasutage 0° nurka).
Õige puuritera valimisega tagage laastu sujuv väljutamine.
Töötlemisprotsessi käigus tekkivate lisakoormuste leevendamiseks kasutage jahutussüsteemi.
CNC-puuri kahjustusteta eemaldamiseks veenduge, et puurimissügavus oleks väiksem kui kolm või neli korda puuri läbimõõt. Samuti vähendage etteandekiirust, kui puur on materjalist peaaegu väljunud.
Plastiku töötlemise alternatiivid
Lisaks CNC-plastist detailide töötlemisele võivad alternatiivideks olla ka muud kiire prototüüpimise protsessid. Levinumad on järgmised:
Survevaluvormimine
See on populaarne masstootmisprotsess plastdetailidega töötamiseks. Survevalu hõlmab vormi loomist alumiiniumist või terasest, olenevalt sellistest teguritest nagu pikaealisus. Seejärel süstitakse sulatatud plast vormiõõnsusse, see jahtub ja moodustab soovitud kuju.
Plastist survevalu sobib nii prototüüpide valmistamiseks kui ka päris osade tootmiseks. Lisaks on see kulutõhus meetod keerukate ja lihtsate konstruktsioonidega osade jaoks. Lisaks vajavad survevalu teel valmistatud osad vähe lisatööd ega pinnatöötlust.
3D-printimine
3D-printimine on väikeettevõtetes kõige levinum prototüüpimismeetod. Lisandite tootmisprotsess on kiire prototüüpimise tööriist, mis hõlmab selliseid tehnoloogiaid nagu stereolitograafia (SLA), sulatatud sadestamise modelleerimine (FDM) ja selektiivne laserpaagutamine (SLS), mida kasutatakse termoplastsete materjalide, näiteks nailoni, PLA, ABS-i ja ULTEM-i töötlemiseks.
Iga tehnoloogia hõlmab 3D-digitaalmudelite loomist ja soovitud osade kiht-kihilt ehitamist. See on nagu plastmassi CNC-töötlus, kuigi erinevalt viimasest on materjalikulu väiksem. Lisaks välistab see tööriistade vajaduse ja sobib paremini keeruka disainiga osade valmistamiseks.
Vaakumvalu
Vaakumvalu ehk polüuretaan-/uretaanvalu hõlmab silikoonvormide ja vaikude kasutamist põhimustri koopia tegemiseks. Kiire prototüüpimise protsess sobib kvaliteetse plasti loomiseks. Lisaks on koopiad rakendatavad ideede visualiseerimiseks või disainivigade tõrkeotsinguks.
Plastikust CNC-töötlemise tööstuslikud rakendused
Plastiku CNC-töötlus on laialdaselt kasutatav tänu sellistele eelistele nagu täpsus, täpsusaste ja lühike tolerants. Protsessi levinud tööstuslikud rakendused hõlmavad järgmist:
Meditsiinitööstus
CNC-plastitöötlust kasutatakse praegu meditsiiniliselt töödeldud osade, näiteks proteeside ja tehissüdamete tootmisel. Selle kõrge täpsus ja korduvus võimaldavad sellel täita tööstuses nõutavaid rangeid ohutusstandardeid. Lisaks on saadaval lugematu arv materjalivalikuid ja see võimaldab luua keerukaid kujundeid.
Autotööstuse komponendid
Nii autodisainerid kui ka insenerid kasutavad plastikust CNC-töötlust reaalajas autokomponentide ja prototüüpide valmistamiseks. Plastik on tööstuses laialdaselt kasutatav kohandatud CNC-plastist osade, näiteks armatuurlaudade valmistamisel tänu oma kergele kaalule, mis vähendab kütusekulu. Lisaks on plastik vastupidav korrosioonile ja kulumisele, millega enamik autokomponente kokku puutub. Lisaks sellele on plastik kergesti vormitav keerukateks kujunditeks.
Lennunduse ja kosmosetööstuse osad
Lennundusdetailide tootmine nõuab suure täpsuse ja kitsaste tolerantsidega tootmismeetodit. Seetõttu valib tööstusharu erinevate lennundusdetailide projekteerimisel, testimisel ja ehitamisel CNC-töötlemise. Plastmaterjalid on kasutatavad tänu oma sobivusele keerukate kujude jaoks, tugevusele, kergusele ja kõrgele kemikaalide taluvusele ning kuumakindlusele.
Elektroonikatööstus
Elektroonikatööstus eelistab CNC-plasti töötlemist ka selle suure täpsuse ja korduvuse tõttu. Praegu kasutatakse seda protsessi CNC-töödeldud plastist elektroonikaosade, näiteks juhtmestiku korpuste, seadme klaviatuuride ja LCD-ekraanide valmistamiseks.
Millal valida plastist CNC-töötlust
Paljude ülalpool käsitletud plasttootmisprotsesside hulgast valimine võib olla keeruline. Seetõttu on allpool toodud mõned kaalutlused, mis aitavad teil otsustada, kas plastmassi CNC-töötlus on teie projekti jaoks parem protsess:
Kui plastist prototüübi disain on range tolerantsiga
CNC-plastide töötlemine on parem meetod detailide valmistamiseks, mille konstruktsioonid nõuavad täpseid tolerantse. Tavapärane CNC-freespink suudab saavutada umbes 4 μm tolerantsi.
Kui plastprototüüp vajab kvaliteetset pinnaviimistlust
CNC-masin pakub kvaliteetset pinnaviimistlust, mistõttu sobib see hästi, kui teie projekt ei vaja täiendavat pinnaviimistlust. See erineb 3D-printimisest, mis jätab printimise ajal kihile jälgi.
Kui plastprototüüp vajab erimaterjale
Plastikust CNC-töötlust saab kasutada osade tootmiseks väga erinevatest plastmaterjalidest, sealhulgas sellistest, millel on erilised omadused nagu kõrge temperatuuritaluvus, suur tugevus või kõrge keemiline vastupidavus. See teeb sellest ideaalse valiku spetsiaalsete nõuetega prototüüpide loomiseks.
Kui teie tooted on testimisjärgus
CNC-töötlus tugineb 3D-mudelitele, mida on lihtne muuta. Kuna testimisetapp nõuab pidevat muutmist, võimaldab CNC-töötlus disaineritel ja tootjatel luua funktsionaalseid plastprototüüpe, et testida ja parandada disainivigu.
· Kui vajate säästlikku varianti
Nagu teisedki tootmismeetodid, sobib ka plastide CNC-töötlus detailide kulutõhusaks valmistamiseks. Plastid on odavamad kui metallid ja muud materjalid, näiteks komposiidid. Lisaks on arvutipõhine numbriline juhtimine täpsem ja protsess sobib keeruka disaini jaoks.
Kokkuvõte
CNC-plastide töötlemine on tööstuses laialdaselt aktsepteeritud protsess tänu oma täpsusele, kiirusele ja sobivusele väikese tolerantsiga osade valmistamiseks. See artikkel käsitleb erinevaid CNC-töötlusmaterjale, mis sobivad protsessiga, saadaolevaid tehnikaid ja muid asju, mis võivad teie projekti aidata.
Õige töötlemistehnika valimine võib olla väga keeruline, mistõttu peate tellima plastmassist CNC-töötlemisteenuse pakkujalt alltöövõtu. GuanShengis pakume kohandatud plastmassist CNC-töötlemisteenuseid ja saame aidata teil vastavalt teie vajadustele valmistada erinevaid osi prototüüpide valmistamiseks või reaalajas kasutamiseks.
Meil on mitu CNC-töötlemiseks sobivat plastmaterjali, millel on range ja sujuv valikuprotsess. Lisaks saab meie insenerimeeskond pakkuda professionaalset materjalivaliku nõu ja disainiettepanekuid. Laadige oma disain üles juba täna ja saage koheseid hinnapakkumisi ning tasuta DfM-analüüsi konkurentsivõimelise hinnaga.
Postituse aeg: 13. november 2023