A CNC megmunkálás egy elterjedt ábrázolása legtöbbször egy fém munkadarabbal végzett munka. A CNC megmunkálás azonban nemcsak műanyagok megmunkálására alkalmazható széles körben, hanem a műanyag CNC megmunkálása számos iparágban is az egyik leggyakoribb megmunkálási folyamat.
A műanyagmegmunkálás, mint gyártási folyamat elfogadottsága a műanyag CNC-anyagok széles választékának köszönhető. Továbbá, a számítógépes numerikus vezérlés bevezetésével a folyamat pontosabbá, gyorsabbá és alkalmasabbá válik szűk tűréshatárokkal rendelkező alkatrészek gyártására. Mennyit tud a műanyag CNC-megmunkálásról? Ez a cikk az eljárással kompatibilis anyagokat, az elérhető technikákat és egyéb dolgokat tárgyalja, amelyek segíthetik a projektjét.
Műanyagok CNC megmunkáláshoz
Sok megmunkálható műanyag alkalmas alkatrészek és termékek gyártására, amelyeket számos iparág gyárt. Felhasználásuk a tulajdonságaiktól függ, egyes megmunkálható műanyagok, mint például a nejlon, kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra a fémek helyettesítését. Az alábbiakban a leggyakoribb műanyagok láthatók egyedi műanyag-megmunkáláshoz:
ABS:
Az akrilnitril-butadién-sztirol, vagy ABS, egy könnyű CNC-anyag, amely ütésállóságáról, szilárdságáról és kiváló megmunkálhatóságáról ismert. Bár jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, alacsony kémiai stabilitása a zsírokkal, alkoholokkal és más kémiai oldószerekkel szembeni érzékenységében mutatkozik meg. A tiszta ABS (azaz adalékanyagok nélküli ABS) hőstabilitása is alacsony, mivel a műanyag polimer a láng eltávolítása után is ég.
Előnyök
Könnyű, anélkül, hogy elveszítené mechanikai szilárdságát.
A műanyag polimer könnyen megmunkálható, így rendkívül népszerű gyors prototípus-készítő anyag.
Az ABS alacsony olvadásponttal rendelkezik (ez fontos más gyors prototípusgyártási folyamatokhoz, például a 3D nyomtatáshoz és a fröccsöntéshez).
Nagy szakítószilárdsággal rendelkezik.
Az ABS nagy tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot jelent.
Megfizethető.
Hátrányok
Hő hatására forró műanyaggőzöket bocsát ki.
Megfelelő szellőzésre van szükség az ilyen gázok felhalmozódásának megakadályozásához.
Alacsony olvadásponttal rendelkezik, ami a CNC gép által termelt hő hatására deformálódhat.
Alkalmazások
Az ABS egy nagyon népszerű műszaki hőre lágyuló műanyag, amelyet számos gyors prototípus-készítő szolgáltatás használ termékei gyártásához kiváló tulajdonságai és megfizethetősége miatt. Alkalmazható az elektromos és autóiparban olyan alkatrészek gyártásához, mint a billentyűzetvédők, elektronikus házak és autó műszerfal-alkatrészek.
Nejlon
A nejlon vagy poliamid egy alacsony súrlódású műanyag polimer, amely nagy ütés-, vegyi és kopásállósággal rendelkezik. Kiváló mechanikai tulajdonságai, mint például a szilárdság (76 mPa), a tartósság és a keménység (116R), rendkívül alkalmassá teszik CNC megmunkáláshoz, és tovább javítják alkalmazási lehetőségeit az autóiparban és az orvosi alkatrészgyártó iparban.
Előnyök
Kiváló mechanikai tulajdonságok.
Nagy szakítószilárdsággal rendelkezik.
Költséghatékony.
Ez egy könnyű polimer.
Hő- és vegyszerálló.
Hátrányok
Alacsony méretstabilitású.
A nejlon könnyen felszívja a nedvességet.
Erős ásványi savakra érzékeny.
Alkalmazások
A nejlon egy nagy teljesítményű mérnöki hőre lágyuló műanyag, amely prototípusok készítésére és valós alkatrészek gyártására alkalmazható az orvosi és autóiparban. A CNC anyagból gyártott alkatrészek közé tartoznak a csapágyak, alátétek és csövek.
Akril
Az akril vagy PMMA (polimetil-metakrilát) optikai tulajdonságai miatt népszerű a műanyag CNC megmunkálásban. A műanyag polimer áttetsző és karcálló, ezért olyan iparágakban alkalmazzák, amelyek ilyen tulajdonságokat igényelnek. Emellett nagyon jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ami a szívósságában és ütésállóságában is megmutatkozik. Olcsóságának köszönhetően az akril CNC megmunkálása alternatívává vált a műanyag polimerekkel, például a polikarbonáttal és az üveggel szemben.
Előnyök
Könnyű.
Az akril rendkívül ellenálló vegyi anyagokkal és UV-sugárzással szemben.
Magas megmunkálhatósággal rendelkezik.
Az akril nagy kémiai ellenállással rendelkezik.
Hátrányok
Nem annyira ellenálló a hővel, ütésekkel és kopással szemben.
Nagy terhelés alatt megrepedhet.
Nem ellenálló a klórozott/aromás szerves anyagokkal szemben.
Alkalmazások
Az akril olyan anyagok helyettesítésére alkalmazható, mint a polikarbonát és az üveg. Ennek eredményeként az autóiparban fénycsövek és autójelző lámpák burkolatainak gyártására, valamint más iparágakban napelemek, üvegháztetők stb. gyártására alkalmazható.
POM
A POM vagy Delrin (kereskedelmi név) egy könnyen megmunkálható CNC műanyag, amelyet számos CNC megmunkáló szolgáltatás választ nagy szilárdsága, valamint hő-, vegyszer- és kopásállósága miatt. A Delrinnek több minősége létezik, de a legtöbb iparág a Delrin 150 és 570 típusokra támaszkodik, mivel ezek méretstabilak.
Előnyök
Ezek a CNC-vel megmunkálható műanyagok közül a legjobban megmunkálhatók.
Kiváló kémiai ellenállással rendelkeznek.
Nagy méretstabilitással rendelkeznek.
Nagy szakítószilárdsággal és tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot biztosít.
Hátrányok
Gyenge savakkal szembeni ellenállással rendelkezik.
Alkalmazások
A POM számos iparágban alkalmazást talál. Például az autóiparban biztonsági öv alkatrészek gyártására használják. Az orvostechnikai eszközök gyártásához inzulin tollak gyártásához, míg a fogyasztási cikkek gyártása során elektronikus cigaretták és vízórák gyártásához használják a POM-ot.
HDPE
A nagy sűrűségű polietilén műanyag egy hőre lágyuló műanyag, amely nagy ellenállóképességgel rendelkezik a feszültséggel és a korrozív vegyszerekkel szemben. Kiváló mechanikai tulajdonságokkal, például szakítószilárdsággal (4000 PSI) és keménységgel (R65) rendelkezik, mint a vele azonos minőségű LDPE, amely az ilyen követelményeket támasztó alkalmazásokban helyettesíti azt.
Előnyök
Rugalmas, megmunkálható műanyag.
Rendkívül ellenálló a stresszel és a vegyszerekkel szemben.
Kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik.
Az ABS nagy tartóssággal rendelkezik, ami hosszabb élettartamot jelent.
Hátrányok
Gyenge UV-állósággal rendelkezik.
Alkalmazások
HDPE Számos alkalmazási területtel rendelkezik, beleértve a prototípusgyártást, fogaskerekek, csapágyak, csomagolások, elektromos szigetelések és orvosi berendezések gyártását. Ideális prototípusgyártáshoz, mivel gyorsan és egyszerűen megmunkálható, alacsony költsége pedig nagyszerűvé teszi több iteráció létrehozását. Emellett jó anyag fogaskerekekhez alacsony súrlódási együtthatója és magas kopásállósága miatt, valamint csapágyakhoz, mivel önkenő és kémiailag ellenálló.
LDPE
Az LDPE egy szívós, rugalmas műanyag polimer, jó vegyszerállósággal és alacsony hőmérséklettel. Széles körben alkalmazható az orvosi alkatrészgyártó iparban protézisek és ortézisek készítéséhez.
Előnyök
Kemény és rugalmas.
Rendkívül korrózióálló.
Könnyen lezárható hőtechnikákkal, például hegesztéssel.
Hátrányok
Nem alkalmas olyan alkatrészekhez, amelyek magas hőmérséklettel szembeni ellenállást igényelnek.
Alacsony merevséggel és szerkezeti szilárdsággal rendelkezik.
Alkalmazások
Az LDPE-t gyakran használják egyedi fogaskerekek és mechanikus alkatrészek, elektromos alkatrészek, például elektronikus eszközök szigetelői és burkolatai, valamint polírozott vagy fényes megjelenésű alkatrészek gyártásához. Ráadásul alacsony súrlódási együtthatója, magas szigetelési ellenállása és tartóssága ideális anyaggá teszi nagy teljesítményű alkalmazásokhoz.
Polikarbonát
A PC egy szívós, de könnyű műanyag polimer hőálló és elektromos szigetelő tulajdonságokkal. Az akrilhoz hasonlóan természetes átlátszósága miatt helyettesítheti az üveget.
Előnyök
Hatékonyabb, mint a legtöbb hőre lágyuló műszaki műanyag.
Természetesen átlátszó és képes átereszteni a fényt.
Nagyon jól veszi fel a színét.
Nagy szakítószilárdsággal és tartóssággal rendelkezik.
A PC ellenáll a hígított savaknak, olajoknak és zsíroknak.
Hátrányok
60°C feletti víznek való hosszabb idejű kitettség után lebomlik.
Hajlamos a szénhidrogén okozta kopásra.
Hosszabb ideig tartó UV-sugárzásnak való kitettség után idővel sárgára válik.
Alkalmazások
Könnyű tulajdonságai alapján a polikarbonát helyettesítheti az üveget. Ezért védőszemüvegek és CD/DVD-k gyártására használják. Emellett alkalmas sebészeti eszközök és megszakítók gyártására is.
Műanyag CNC megmunkálási módszerek
A CNC műanyag alkatrészek megmunkálása során egy számítógéppel vezérelt gép segítségével eltávolítják a műanyag polimer egy részét a kívánt termék előállításához. A szubtraktív gyártási folyamat során a következő módszerekkel rengeteg alkatrész hozható létre szűk tűréshatárokkal, egyenletességgel és pontossággal.
CNC esztergálás
A CNC-esztergálás egy olyan megmunkálási technika, amely során a munkadarabot esztergán tartják, és forgatják a vágószerszámmal szemben forgatás útján. A CNC-esztergálásnak is számos típusa létezik, beleértve:
Az egyenes vagy hengeres CNC esztergálás nagy vágásokhoz alkalmas.
A kúpos CNC esztergálás kúp alakú alkatrészek létrehozására alkalmas.
Számos irányelvet alkalmazhat a műanyag CNC esztergálás során, beleértve:
Győződjön meg arról, hogy a vágóélek negatív hátrafelé irányuló dőlésszöggel rendelkeznek a súrlódás minimalizálása érdekében.
A vágóéleknek nagy hátszöggel kell rendelkezniük.
A munkadarab felületét polírozza a jobb felületminőség és az anyaglerakódás csökkentése érdekében.
Csökkentse az előtolási sebességet a végső vágások pontosságának javítása érdekében (durva vágásokhoz 0,015 IPR, precíz vágásokhoz pedig 0,005 IPR előtolási sebességet használjon).
Igazítsa a hézagot, az oldalszöget és a dőlésszöget a műanyaghoz.
CNC marás
A CNC marás során egy marógéppel távolítják el az anyagot a munkadarabról, hogy megkapják a kívánt alkatrészt. Különböző CNC marógépek léteznek, amelyek háromtengelyes és többtengelyes marógépekre oszthatók.
Egyrészt egy 3 tengelyes CNC marógép három lineáris tengely mentén mozoghat (balról jobbra, előre-hátra, fel és le). Ennek eredményeként kiválóan alkalmas egyszerű kialakítású alkatrészek létrehozására. Másrészt a többtengelyes marógépek több mint három tengely mentén mozoghatnak. Ennek eredményeként alkalmas bonyolult geometriájú műanyag alkatrészek CNC megmunkálására.
Számos irányelvet alkalmazhat a műanyag CNC marás során, beleértve:
Szénnel vagy üveggel erősített hőre lágyuló műanyag megmunkálása szén szerszámokkal.
Növelje az orsó fordulatszámát szorítók segítségével.
A feszültségkoncentráció csökkentése lekerekített belső sarkok kialakításával.
Közvetlen hűtés a routeren a hő elvezetése érdekében.
Válassza ki a forgási sebességet.
A műanyag alkatrészeket a marás után sorjátlanítani kell a felületminőség javítása érdekében.
CNC fúrás
A műanyag CNC fúrás során egy furatot hoznak létre egy műanyag munkadarabban egy fúrófejjel felszerelt fúróval. A fúrófej mérete és alakja határozza meg a furat méretét. Ezenkívül szerepet játszik a forgácseltávolításban is. A használható fúrógépek típusai lehetnek asztali, függőleges és radiális.
Számos irányelvet alkalmazhat a műanyag CNC fúrás során, beleértve:
Ügyeljen arra, hogy éles CNC fúrófejeket használjon, hogy elkerülje a műanyag munkadarabra nehezedő feszültséget.
Használja a megfelelő fúrófejet. Például egy 90–118°-os fúrófej 9–15°-os ajakszöggel alkalmas a legtöbb hőre lágyuló műanyaghoz (akrilhoz használjon 0°-os dőlésszöget).
A megfelelő fúrófej kiválasztásával biztosítsa a könnyű forgácskidobást.
Használjon hűtőrendszert a megmunkálási folyamat során keletkező további hőterhelés enyhítésére.
A CNC fúró sérülésmentes eltávolításához ügyeljen arra, hogy a fúrási mélység kevesebb legyen, mint a fúró átmérőjének három-négyszerese. Csökkentse az előtolási sebességet is, amikor a fúró már majdnem kilépett az anyagból.
Alternatívák a műanyag megmunkáláshoz
A CNC műanyag alkatrészek megmunkálása mellett más gyors prototípus-készítési eljárások is alternatívát jelenthetnek. A gyakoriak közé tartoznak:
Fröccsöntés
Ez egy népszerű tömeggyártási eljárás műanyag munkadarabok megmunkálására. A fröccsöntés során alumíniumból vagy acélból készítenek öntőformát olyan tényezőktől függően, mint az élettartam. Ezután az olvadt műanyagot befecskendezik a formaüregbe, lehűl, és a kívánt formát ölti.
A műanyag fröccsöntés alkalmas mind prototípusgyártásra, mind valódi alkatrészek gyártására. Emellett költséghatékony módszer összetett és egyszerű kialakítású alkatrészekhez. Továbbá a fröccsöntött alkatrészek alig igényelnek további megmunkálást vagy felületkezelést.
3D nyomtatás
A 3D nyomtatás a kisvállalkozásokban leggyakrabban használt prototípus-készítési módszer. Az additív gyártási eljárás egy gyors prototípus-készítési eszköz, amely olyan technológiákat foglal magában, mint a sztereolitográfia (SLA), a fúzionált leválasztásos modellezés (FDM) és a szelektív lézeres szinterezés (SLS), amelyeket hőre lágyuló műanyagok, például nejlon, PLA, ABS és ULTEM megmunkálására használnak.
Mindegyik technológia 3D digitális modellek létrehozását és a kívánt alkatrészek rétegről rétegre történő felépítését foglalja magában. Ez olyan, mint a műanyag CNC megmunkálása, bár kevesebb anyagpazarlással jár, ellentétben az utóbbival. Továbbá kiküszöböli a szerszámok szükségességét, és alkalmasabb összetett kialakítású alkatrészek gyártására.
Vákuumöntés
A vákuumöntés vagy poliuretán/uretán öntés szilikon formákat és gyantákat használ a mesterminta másolatának elkészítéséhez. A gyors prototípusgyártási eljárás alkalmas kiváló minőségű műanyagok előállítására. Továbbá a másolatok felhasználhatók ötletek vizualizálására vagy tervezési hibák elhárítására.
Műanyag CNC megmunkálás ipari alkalmazásai
A műanyag CNC megmunkálás széles körben alkalmazható olyan előnyök miatt, mint a pontosság, a precizitás és a szűk tűréshatárok. A folyamat gyakori ipari alkalmazásai a következők:
Orvosi ipar
A CNC műanyagmegmunkálás jelenleg orvosi megmunkálású alkatrészek, például protézisek és műszívek gyártásában alkalmazható. Magas pontosságának és ismételhetőségének köszönhetően megfelel az iparág által előírt szigorú biztonsági előírásoknak. Ezenkívül számtalan anyagválaszték áll rendelkezésre, és összetett formákat lehet vele előállítani.
Autóipari alkatrészek
Mind az autótervezők, mind a mérnökök műanyag CNC megmunkálást használnak valós idejű autóipari alkatrészek és prototípusok készítéséhez. A műanyag széles körben alkalmazható az iparban egyedi CNC műanyag alkatrészek, például műszerfalak gyártásában, mivel könnyű, ami csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. Továbbá a műanyag ellenáll a korróziónak és a kopásnak, amelyeket a legtöbb autóipari alkatrész elszenved. Emellett a műanyag könnyen formázható összetett formákká.
Repülőgépipari alkatrészek
A repülőgépipari alkatrészgyártás nagy pontosságú és szűk tűréshatárokkal rendelkező gyártási módszert igényel. Ennek eredményeként az iparág a CNC megmunkálást választja a különböző repülőgépipari megmunkált alkatrészek tervezése, tesztelése és gyártása során. A műanyagok komplex formákhoz való alkalmasságuk, szilárdságuk, könnyű súlyuk és magas vegyi ellenállásuk, valamint hőállóságuk miatt alkalmazhatók.
Elektronikai ipar
Az elektronikai ipar a CNC műanyagmegmunkálást is előnyben részesíti a nagy pontosság és ismételhetőség miatt. Jelenleg az eljárást CNC-megmunkált műanyag elektronikus alkatrészek, például kábelházak, eszközbillentyűzetek és LCD-képernyők gyártásához használják.
Mikor válasszuk a műanyag CNC megmunkálást?
A fent tárgyalt számos műanyaggyártási eljárás közül nehéz lehet választani. Ennek eredményeként az alábbiakban néhány szempontot ismertetünk, amelyek segíthetnek eldönteni, hogy a műanyag CNC megmunkálása a jobb eljárás-e a projektedhez:
Ha műanyag prototípus tervezése szigorú tűréshatárokkal
A CNC műanyagmegmunkálás a jobb módszer a szűk tűréshatárokat igénylő alkatrészek gyártására. Egy hagyományos CNC marógéppel körülbelül 4 μm-es szűk tűréshatár érhető el.
Ha a műanyag prototípus minőségi felületkezelést igényel
A CNC gép kiváló minőségű felületkezelést kínál, így alkalmassá teszi, ha a projekt nem igényel további felületkezelési eljárást. Ez ellentétben áll a 3D nyomtatással, amely nyomtatás közben rétegnyomokat hagy.
Ha a műanyag prototípus speciális anyagokat igényel
A műanyag CNC megmunkálással számos műanyagból lehet alkatrészeket előállítani, beleértve a speciális tulajdonságokkal rendelkezőket is, mint például a magas hőmérséklettel szembeni ellenállás, a nagy szilárdság vagy a nagy vegyi ellenállás. Ez ideális választássá teszi speciális követelményekkel rendelkező prototípusok létrehozásához.
Ha a termékei tesztelési szakaszban vannak
A CNC megmunkálás 3D modellekre támaszkodik, amelyek könnyen módosíthatók. 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 elhárítására.
· 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. Továbbá a számítógépes numerikus vezérlés pontosabb, és az eljárás összetett tervezéshez is alkalmas.
Következtetés
A CNC műanyagmegmunkálás széles körben elfogadott eljárás az iparban a pontossága, sebessége és a szűk tűrésű alkatrészek gyártására való alkalmassága miatt. Ez a cikk a folyamattal kompatibilis különböző CNC megmunkáló anyagokról, az elérhető technikákról és egyéb dolgokról szól, amelyek segíthetik a projektet.
A megfelelő megmunkálási technika kiválasztása nagyon nehéz lehet, ami szükségessé teheti egy műanyag CNC szolgáltató kiszervezését. A GuanShengnél egyedi műanyag CNC megmunkálási szolgáltatásokat kínálunk, és segíthetünk különböző alkatrészek elkészítésében prototípus-készítéshez vagy valós idejű használatra az Ön igényei alapján.
Számos CNC megmunkáláshoz alkalmas műanyaggal rendelkezünk, szigorú és egyszerűsített kiválasztási folyamattal. Ezenkívül mérnöki csapatunk professzionális anyagválasztási tanácsokkal és tervezési javaslatokkal is szolgál. Töltse fel tervét még ma, és kapjon azonnali árajánlatot és ingyenes DfM elemzést versenyképes áron.
Közzététel ideje: 2023. november 13.