A CNC megmunkálás általános ábrázolása legtöbbször fémes munkadarabbal való munkavégzést jelent. A CNC-megmunkálás azonban nemcsak a műanyagokra alkalmazható széles körben, hanem a műanyag CNC-megmunkálása is az egyik gyakori megmunkálási folyamat számos iparágban.
A műanyag megmunkálás gyártási folyamatként való elfogadása a rendelkezésre álló műanyag CNC anyagok széles skálájának köszönhető. Továbbá a számítógépes numerikus vezérlés bevezetésével a folyamat pontosabbá, gyorsabbá válik, alkalmassá válik szűk tűréshatárú alkatrészek gyártására. Mennyit tudsz a műanyag CNC megmunkálásról? Ez a cikk a folyamattal kompatibilis anyagokat, az elérhető technikákat és egyéb olyan dolgokat tárgyalja, amelyek segíthetik a projektet.
Műanyagok CNC megmunkáláshoz
Számos megmunkálható műanyag alkalmas alkatrészek és termékek gyártására számos iparágban. Használatuk tulajdonságaiktól függ, egyes megmunkálható műanyagok, például a nylon kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a fémek helyettesítését. Az alábbiakban felsoroljuk az egyedi műanyag megmunkáláshoz használt leggyakoribb műanyagokat:
ABS:
Az akrilnitril-butadién-sztirol vagy az ABS egy könnyű CNC-anyag, amely ütésállóságáról, szilárdságáról és nagy megmunkálhatóságáról ismert. Bár jó mechanikai tulajdonságokkal büszkélkedhet, alacsony kémiai stabilitása nyilvánvaló a zsírokkal, alkoholokkal és egyéb kémiai oldószerekkel szembeni érzékenységében. Ezenkívül a tiszta ABS (azaz adalékanyagok nélküli ABS) termikus stabilitása alacsony, mivel a műanyag polimer még a láng eltávolítása után is megég.
Profik
Könnyű, anélkül, hogy elveszítené mechanikai szilárdságát.
A műanyag polimer nagymértékben megmunkálható, így rendkívül népszerű gyors prototípus készítő anyag.
Az ABS alacsony olvadásponttal rendelkezik (ez fontos más gyors prototípus-készítési folyamatokhoz, mint például a 3D nyomtatás és a fröccsöntés).
Nagy szakítószilárdságú.
Az ABS nagy tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot jelent.
Megfizethető.
Hátrányok
Hő hatására forró műanyag gőzök szabadulnak fel.
Megfelelő szellőztetésre van szükség, hogy megakadályozzuk az ilyen gázok felhalmozódását.
Alacsony olvadáspontja van, ami deformációt okozhat a CNC gép által termelt hő miatt.
Alkalmazások
Az ABS egy nagyon népszerű mérnöki hőre lágyuló műanyag, amelyet számos gyors prototípus-készítő szolgáltatás használ termékek előállításához kiváló tulajdonságainak és megfizethetőségének köszönhetően. Alkalmazható az elektromos és autóiparban olyan alkatrészek előállítására, mint a billentyűzet sapkák, elektronikus burkolatok és autó műszerfalalkatrészek.
Nejlon
A nylon vagy poliamid alacsony súrlódású műanyag polimer, amely nagy ütés-, vegyi- és kopásállósággal rendelkezik. Kiváló mechanikai tulajdonságai, mint például szilárdság (76mPa), tartósság és keménység (116R), kiválóan alkalmassá teszik CNC megmunkáláshoz, és tovább javítják az autó- és orvosi alkatrészgyártó iparban való alkalmazását.
Profik
Kiváló mechanikai tulajdonságok.
Nagy szakítószilárdságú.
Költséghatékony.
Ez egy könnyű polimer.
Hő- és vegyszerálló.
Hátrányok
Alacsony méretstabilitással rendelkezik.
A nylon könnyen magába szívja a nedvességet.
Erős ásványi savakra érzékeny.
Alkalmazások
A nylon egy nagy teljesítményű mérnöki hőre lágyuló műanyag, amely alkalmas prototípusok készítésére és valódi alkatrészek gyártására az orvosi és autóiparban. A CNC anyagból készült alkatrész csapágyakat, alátéteket és csöveket tartalmaz.
Akril
Az akril vagy PMMA (Poly Methyl Metacrylate) optikai tulajdonságai miatt népszerű a műanyag CNC megmunkálásban. A műanyag polimer áttetsző és karcálló, ezért alkalmazható az ilyen tulajdonságokat igénylő iparágakban. Ezen kívül nagyon jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ami szívósságában és ütésállóságában is megmutatkozik. Olcsóságával az akril CNC megmunkálás a műanyag polimerek, például a polikarbonát és az üveg alternatívájává vált.
Profik
Könnyű.
Az akril rendkívül vegyszerálló és UV-álló.
Magas megmunkálhatósággal rendelkezik.
Az akril magas vegyszerállósággal rendelkezik.
Hátrányok
Nem annyira ellenáll a hőnek, ütésnek és kopásnak.
Erős terhelés hatására megrepedhet.
Nem ellenálló a klórozott/aromás szerves anyagokkal szemben.
Alkalmazások
Az akril alkalmas olyan anyagok helyettesítésére, mint a polikarbonát és az üveg. Ennek eredményeként alkalmazható az autóiparban fénycsövek és autójelző lámpaburkolatok készítésére, valamint más iparágakban napelemek, üvegháztetők stb.
POM
A POM vagy Delrin (kereskedelmi név) egy nagymértékben megmunkálható CNC-műanyag, amelyet számos CNC-megmunkáló szolgáltatás választ ki nagy szilárdsága, valamint hővel, vegyszerekkel és kopással/kopással szembeni ellenállása miatt. A Delrinnek számos fajtája létezik, de a legtöbb iparág a Delrin 150-re és 570-re támaszkodik, mivel ezek méretstabilak.
Profik
Az összes CNC műanyag közül ezek a legmegmunkálhatóbbak.
Kiváló vegyszerállósággal rendelkeznek.
Nagy méretstabilitással rendelkeznek.
Nagy szakítószilárdsággal és tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot biztosít.
Hátrányok
Gyengén ellenáll a savaknak.
Alkalmazások
A POM számos iparágban alkalmazható. Például az autóiparban biztonsági öv alkatrészek gyártására használják. Az orvosi berendezések gyártása az inzulin tollak gyártására alkalmazza, míg a fogyasztási cikkek ágazata POM-ot használ elektronikus cigaretták és vízmérők gyártására.
HDPE
A nagy sűrűségű polietilén műanyag hőre lágyuló műanyag, amely ellenáll a feszültségnek és a korrozív vegyszereknek. Kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a szakítószilárdság (4000 PSI) és keménység (R65), mint társa, az LDPE helyettesíti az ilyen követelményekkel járó alkalmazásokban.
Profik
Ez egy rugalmas, megmunkálható műanyag.
Nagyon ellenáll a stressznek és a vegyszereknek.
Kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik.
Az ABS nagy tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot jelent.
Hátrányok
Gyenge az UV ellenállása.
Alkalmazások
HDPE Számos alkalmazási területtel rendelkezik, beleértve a prototípusok készítését, a fogaskerekek, csapágyak, csomagolás, elektromos szigetelés és orvosi berendezések létrehozását. Ideális prototípus készítéséhez, mivel gyorsan és egyszerűen megmunkálható, alacsony költsége pedig kiválóan alkalmas többszöri iteráció létrehozására. Mindemellett jó anyag a fogaskerekekhez alacsony súrlódási együtthatója és nagy kopásállósága miatt, valamint csapágyakhoz, mert önkenő és vegyszerálló.
LDPE
Az LDPE szívós, rugalmas műanyag polimer, jó vegyszerállósággal és alacsony hőmérséklettel. Széles körben alkalmazható az orvosi alkatrészgyártó iparban protézisek és ortózisok készítésére.
Profik
Kemény és rugalmas.
Nagyon korrózióálló.
Könnyen tömíthető hőtechnikával, például hegesztéssel.
Hátrányok
Nem alkalmas olyan alkatrészekhez, amelyek magas hőmérsékleti ellenállást igényelnek.
Alacsony merevséggel és szerkezeti szilárdsággal rendelkezik.
Alkalmazások
Az LDPE-t gyakran használják egyedi fogaskerekek és mechanikai alkatrészek, elektromos alkatrészek, például szigetelők és elektronikus eszközök házai, valamint polírozott vagy fényes megjelenésű alkatrészek előállítására. Mi több. alacsony súrlódási együtthatója, nagy szigetelési ellenállása és tartóssága ideális anyaggá teszik a nagy teljesítményű alkalmazásokhoz.
Polikarbonát
A PC kemény, de könnyű műanyag polimer, hőálló és elektromos szigetelő tulajdonságokkal. Az akrilhoz hasonlóan természetes átlátszósága miatt helyettesítheti az üveget.
Profik
Hatékonyabb, mint a legtöbb műszaki hőre lágyuló műanyag.
Természetesen átlátszó és fényt tud átereszteni.
Nagyon jól veszi a színt.
Nagy szakítószilárdsággal és tartóssággal rendelkezik.
A PC ellenáll a hígított savaknak, olajoknak és zsíroknak.
Hátrányok
Hosszan 60°C feletti vízzel való érintkezés után lebomlik.
Hajlamos a szénhidrogén kopásra.
Idővel sárgulni fog, ha hosszabb ideig van kitéve UV-sugárzásnak.
Alkalmazások
Fénytulajdonságai alapján a polikarbonát helyettesítheti az üveganyagot. Ezért védőszemüvegek és CD-k/DVD-k készítésére használják. Ezen kívül alkalmas sebészeti eszközök és megszakítók készítésére.
Műanyag CNC megmunkálási módszerek
A CNC műanyag alkatrészek megmunkálása során számítógéppel vezérelt gépet használnak a műanyag polimer egy részének eltávolítására a kívánt termék előállításához. A kivonó gyártási eljárással számtalan alkatrészt lehet létrehozni szűk tűréssel, egyenletességgel és pontossággal a következő módszerek segítségével.
CNC esztergálás
A CNC esztergálás egy olyan megmunkálási technika, amely során a munkadarabot esztergagépen tartják, és fonással vagy esztergálással a vágószerszámhoz forgatják. A CNC esztergálásnak több típusa is létezik, többek között:
Az egyenes vagy hengeres CNC esztergálás nagy vágásokhoz alkalmas.
A kúpos CNC esztergálás kúp alakú alkatrészek készítésére alkalmas.
Számos irányelvet használhat a műanyag CNC esztergálás során, többek között:
A súrlódás minimalizálása érdekében ügyeljen arra, hogy a vágóélek hátulsó gereblyéje negatív legyen.
A vágóéleknek nagy domborítási szöggel kell rendelkezniük.
Polírozza a munkadarab felületét a jobb felületminőség és az anyaglerakódás csökkentése érdekében.
Csökkentse az előtolási sebességet a végső vágás pontosságának javítása érdekében (használjon 0,015 IPR előtolást durva vágásokhoz és 0,005 IPR előtolást precíz vágásokhoz).
A hézagot, az oldalsó és a dőlésszöget a műanyaghoz igazítsa.
CNC marás
A CNC marás során marószerszámot használnak az anyag eltávolítására a munkadarabból, hogy megkapják a kívánt alkatrészt. Különböző CNC marógépek léteznek, amelyek 3 tengelyes marókra és többtengelyes marókra oszthatók.
Egyrészt egy 3 tengelyes CNC marógép három lineáris tengelyen tud mozogni (balról jobbra, előre-hátra, fel-le). Ennek eredményeként kiválóan alkalmas egyszerű kialakítású alkatrészek készítésére. Másrészt a többtengelyes malmok háromnál több tengelyben is mozoghatnak. Ennek eredményeként alkalmas bonyolult geometriájú műanyag alkatrészek CNC megmunkálására.
Számos irányelvet használhat a műanyag CNC marásnál, többek között:
Karbon vagy üveggel megerősített hőre lágyuló műanyagot karbon szerszámmal megmunkálni.
Növelje az orsó fordulatszámát bilincsek segítségével.
Csökkentse a feszültségkoncentrációt lekerekített belső sarkok kialakításával.
Hűtés közvetlenül a routeren, hogy eloszlassa a hőt.
Válassza ki a forgási sebességet.
Marás után sorjázza le a műanyag alkatrészeket a felületi minőség javítása érdekében.
CNC fúrás
A műanyag CNC-fúrás során lyukat hoznak létre egy műanyag munkadarabon egy fúróval felszerelt fúróval. A fúrófej mérete és alakja határozza meg a furat méretét. Ezen túlmenően a forgácseltávolításban is szerepet játszik. A használható fúróprések közé tartozik a pad, az álló és a radiális.
Számos irányelvet használhat a műanyag CNC fúráshoz, többek között:
Győződjön meg róla, hogy éles CNC fúrószárakat használ, hogy elkerülje a műanyag munkadarab megterhelését.
Használja a megfelelő fúrót. Például egy 90-118°-os fúrószár 9-15°-os ajakszöggel alkalmas a legtöbb hőre lágyuló műanyaghoz (akril esetén használjon 0°-os gereblyét).
A megfelelő fúrófej kiválasztásával biztosítsa a forgács könnyű kilökését.
Használjon hűtőrendszert a megmunkálási folyamat során keletkező többlet enyhítésére.
A CNC fúró sérülésmentes eltávolításához ügyeljen arra, hogy a fúrási mélység három-négyszeresnél kisebb legyen. a fúró átmérője. Ezenkívül csökkentse az előtolási sebességet, ha a fúró már majdnem elhagyta az anyagot.
A műanyag megmunkálás alternatívái
A CNC műanyag alkatrész-megmunkáláson kívül más gyors prototípusgyártási eljárások is szolgálhatnak alternatívaként. A gyakoriak a következők:
Fröccsöntés
Ez egy népszerű tömeggyártási eljárás a műanyag munkadarabokkal való megmunkáláshoz. A fröccsöntés során alumíniumból vagy acélból öntőformát készítenek olyan tényezőktől függően, mint például a hosszú élettartam. Ezután az olvadt műanyagot a formaüregbe fecskendezik, lehűl, és kialakítja a kívánt formát.
A műanyag fröccsöntés prototípusok készítésére és valódi alkatrészek gyártására egyaránt alkalmas. Ettől eltekintve, ez egy költséghatékony módszer, amely alkalmas összetett és egyszerű kialakítású alkatrészekhez. Ezenkívül a fröccsöntött alkatrészek alig igényelnek további munkát vagy felületkezelést.
3D nyomtatás
A 3D nyomtatás a kisvállalkozások legelterjedtebb prototípus-készítési módszere. Az additív gyártási folyamat egy gyors prototípus-készítő eszköz, amely olyan technológiákat tartalmaz, mint a sztereolitográfia (SLA), az olvasztott lerakódási modellezés (FDM) és a szelektív lézeres szinterezés (SLS), amelyeket hőre lágyuló műanyagokon, például nejlonon, PLA-n, ABS-en és ULTEM-en használnak.
Mindegyik technológia magában foglalja a 3D digitális modellek létrehozását és a kívánt alkatrészek rétegről rétegre történő felépítését. Ez olyan, mint a műanyag CNC megmunkálás, bár ez utóbbival ellentétben kisebb anyagveszteséggel jár. Ezenkívül szükségtelenné teszi a szerszámozást, és alkalmasabb összetett kialakítású alkatrészek készítésére.
Vákuumos öntés
A vákuumöntés vagy a poliuretán/uretán öntés szilícium öntőformákat és gyantákat foglal magában, hogy másolatot készítsenek a mestermintáról. A gyors prototípuskészítési eljárás kiváló minőségű műanyag készítésére alkalmas. Ezenkívül a másolatok felhasználhatók ötletek megjelenítésére vagy tervezési hibák hibaelhárítására.
A műanyag CNC megmunkálás ipari alkalmazásai
A műanyag CNC megmunkálás széles körben alkalmazható az olyan előnyök miatt, mint a pontosság, precizitás és szűk tűrés. Az eljárás gyakori ipari alkalmazásai a következők:
Orvosi Ipar
A CNC műanyag megmunkálás jelenleg alkalmazható orvosi megmunkálású alkatrészek, például végtagprotézisek és műszívek gyártására. Nagyfokú pontossága és ismételhetősége lehetővé teszi, hogy megfeleljen az ipar által megkövetelt szigorú biztonsági előírásoknak. Ezenkívül számtalan anyaglehetőség kínálkozik, és összetett formákat hoz létre.
Autóipari alkatrészek
Mind az autótervezők, mind a mérnökök a műanyag CNC megmunkálást használják valós idejű autóalkatrészek és prototípusok készítéséhez. A műanyag széles körben alkalmazható az iparban egyedi CNC műanyag alkatrészek, például műszerfalak készítésére, mivel könnyű súlya csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. Ezenkívül a műanyag ellenáll a korróziónak és a kopásnak, amit a legtöbb autóalkatrész tapasztal. Ettől eltekintve, a műanyag könnyen formázható bonyolult formákká.
Repülési alkatrészek
A repülőgép-alkatrészek gyártása olyan gyártási eljárást igényel, amely nagy pontossággal és szűk tűréssel rendelkezik. Ennek eredményeként az ipar a CNC megmunkálást választja a különböző repülőgép-ipari megmunkálású alkatrészek tervezése, tesztelése és gyártása során. A műanyagok összetett formákra való alkalmasságuk, szilárdságuk, könnyű súlyuk és magas vegyszerhatásuk, valamint hőállóságuk miatt alkalmazhatók.
Elektronikai ipar
Az elektronikai ipar is a CNC műanyag megmunkálást részesíti előnyben annak nagy pontossága és ismételhetősége miatt. Jelenleg az eljárást CNC-megmunkálású műanyag elektronikai alkatrészek, például huzalházak, eszközbillentyűzetek és LCD-képernyők gyártására használják.
Mikor válasszuk a műanyag CNC megmunkálást?
A fent tárgyalt számos műanyaggyártási folyamat közül a választás kihívást jelenthet. Ennek eredményeként az alábbiakban felsorolunk néhány szempontot, amelyek segíthetnek eldönteni, hogy a műanyag CNC megmunkálás a jobb folyamat-e a projekthez:
Ha műanyag prototípus tervezés szűk tűréssel
A CNC műanyag megmunkálás a jobb módszer a szűk tűrést igénylő kialakítású alkatrészek előállítására. Egy hagyományos CNC marógép körülbelül 4 μm szűk tűrést képes elérni.
Ha a műanyag prototípus minőségi felületkezelést igényel
A CNC gép kiváló minőségű felületkezelést biztosít, így alkalmas arra, hogy a projektje nem igényel további felületkezelési eljárást. Ez eltér a 3D nyomtatástól, amely a nyomtatás során rétegnyomokat hagy maga után.
Ha a műanyag prototípushoz speciális anyagokra van szükség
A műanyag CNC megmunkálással sokféle műanyagból lehet alkatrészeket gyártani, beleértve azokat is, amelyek speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a magas hőmérsékletnek ellenálló, nagy szilárdságú vagy nagy vegyszerállóság. Ez ideális választássá teszi speciális igényű prototípusok készítéséhez.
Ha termékei tesztelési szakaszban vannak
A CNC megmunkálás 3D modellekre támaszkodik, amelyek könnyen változtathatók. Mivel a tesztelési szakasz folyamatos módosítást igényel, a CNC megmunkálás lehetővé teszi a tervezők és a gyártók számára, hogy funkcionális műanyag prototípusokat hozzanak létre a tervezési hibák tesztelésére és hibaelhárítására.
· Ha gazdaságos megoldásra van szüksége
Más gyártási módszerekhez hasonlóan a műanyag CNC megmunkálás is alkalmas az alkatrészek költséghatékony előállítására. A műanyagok olcsóbbak, mint a fémek és más anyagok, például a kompozitok. Ezen túlmenően a számítógépes numerikus vezérlés pontosabb, az eljárás összetett tervezésre is alkalmas.
Következtetés
A CNC műanyag megmunkálás iparilag széles körben elfogadott eljárás pontosságának, gyorsaságának és szűk tűréshatárú alkatrészek készítésére való alkalmasságának köszönhetően. Ez a cikk a folyamattal kompatibilis különböző CNC megmunkálási anyagokról, az elérhető technikákról és egyéb olyan dolgokról szól, amelyek segíthetik a projektet.
A megfelelő megmunkálási technika kiválasztása nagy kihívást jelenthet, ezért egy műanyag CNC szolgáltatóhoz kell kiszerveznie. A GuanShengnél egyedi műanyag CNC-megmunkálási szolgáltatásokat kínálunk, és az Ön igényei szerint segíthetünk különböző alkatrészek elkészítésében prototípus-készítéshez vagy valós idejű használathoz.
Számos CNC-megmunkálásra alkalmas műanyagunk van, szigorú és letisztult kiválasztási folyamattal. Továbbá mérnökcsapatunk professzionális anyagválasztási tanácsokkal és tervezési javaslatokkal is tud szolgálni. Töltse fel tervét még ma, és azonnali árajánlatokat és ingyenes DfM-elemzést kap versenyképes áron.
Feladás időpontja: 2023. november 13