Uobičajeni prikaz CNC obrade, najčešće, uključuje rad s metalnim radnim komadom. Međutim, CNC obrada nije samo široko primjenjiva na plastiku, već je i CNC obrada plastike jedan od uobičajenih procesa obrade u nekoliko industrija.
Prihvatanje obrade plastike kao proizvodnog procesa posljedica je širokog spektra dostupnih CNC materijala za plastiku. Nadalje, uvođenjem kompjuterske numeričke kontrole, proces postaje precizniji, brži i pogodniji za izradu dijelova s uskim tolerancijama. Koliko znate o CNC obradi plastike? Ovaj članak razmatra materijale kompatibilne s procesom, dostupne tehnike i druge stvari koje mogu pomoći vašem projektu.
Plastika za CNC obradu
Mnoge mašinski obrađene plastike pogodne su za proizvodnju dijelova i proizvoda koje proizvodi nekoliko industrija. Njihova upotreba zavisi od njihovih svojstava, pri čemu neke mašinski obrađene plastike, poput najlona, imaju odlična mehanička svojstva koja im omogućavaju da zamijene metale. U nastavku su navedene najčešće plastike za prilagođenu mašinsku obradu plastike:
ABS:
Akrilonitril butadien stiren, ili ABS, je lagani CNC materijal poznat po svojoj otpornosti na udarce, čvrstoći i visokoj obradivosti. Iako se može pohvaliti dobrim mehaničkim svojstvima, njegova niska hemijska stabilnost je evidentna u njegovoj osjetljivosti na masti, alkohole i druge hemijske rastvarače. Također, termička stabilnost čistog ABS-a (tj. ABS-a bez aditiva) je niska, jer će plastični polimer gorjeti čak i nakon uklanjanja plamena.
Prednosti
Lagan je bez gubitka mehaničke čvrstoće.
Plastični polimer se lako obrađuje, što ga čini vrlo popularnim materijalom za brzu izradu prototipa.
ABS ima nisku tačku topljenja pogodnu za upotrebu (ovo je važno za druge procese brze izrade prototipa kao što su 3D štampanje i brizganje plastike).
Ima visoku zateznu čvrstoću.
ABS ima visoku izdržljivost, što znači duži vijek trajanja.
Pristupačno je.
Nedostaci
Prilikom izlaganja toploti ispušta vruće plastične pare.
Potrebna vam je odgovarajuća ventilacija kako biste spriječili nakupljanje takvih plinova.
Ima nisku tačku topljenja koja može uzrokovati deformaciju usljed toplote koju generiše CNC mašina.
Aplikacije
ABS je vrlo popularna inženjerska termoplastika koju koriste mnoge usluge brze izrade prototipa u proizvodnji proizvoda zbog svojih odličnih svojstava i pristupačne cijene. Primjenjiva je u elektrotehničkoj i automobilskoj industriji za izradu dijelova kao što su poklopci tastatura, elektronička kućišta i komponente kontrolne ploče automobila.
Najlon
Najlon ili poliamid je plastični polimer s niskim trenjem i visokom otpornošću na udarce, hemikalije i abraziju. Njegova odlična mehanička svojstva, kao što su čvrstoća (76mPa), izdržljivost i tvrdoća (116R), čine ga izuzetno pogodnim za CNC obradu i dodatno poboljšavaju njegovu primjenu u automobilskoj i industriji proizvodnje medicinskih dijelova.
Prednosti
Odlična mehanička svojstva.
Ima visoku zateznu čvrstoću.
Isplativo.
To je lagani polimer.
Otporan je na toplotu i hemikalije.
Nedostaci
Ima nisku dimenzionalnu stabilnost.
Najlon lako upija vlagu.
Osjetljiv je na jake mineralne kiseline.
Aplikacije
Najlon je visokoperformansni inženjerski termoplast koji se primjenjuje za izradu prototipova i stvarnih dijelova u medicinskoj i automobilskoj industriji. Komponente proizvedene od CNC materijala uključuju ležajeve, podloške i cijevi.
Akril
Akril ili PMMA (polimetil metakrilat) je popularan u CNC obradi plastike zbog svojih optičkih svojstava. Plastični polimer je proziran i otporan na ogrebotine, te se stoga primjenjuje u industrijama koje zahtijevaju takva svojstva. Osim toga, ima vrlo dobra mehanička svojstva, što se ogleda u njegovoj žilavosti i otpornosti na udarce. Zbog svoje niske cijene, CNC obrada akrila postala je alternativa plastičnim polimerima poput polikarbonata i stakla.
Prednosti
Lagan je.
Akril je veoma otporan na hemikalije i UV zračenje.
Ima visoku obradivost.
Akril ima visoku hemijsku otpornost.
Nedostaci
Nije toliko otporan na toplinu, udarce i abraziju.
Može puknuti pod velikim opterećenjem.
Nije otporan na hlorisane/aromatične organske supstance.
Aplikacije
Akril se može primijeniti kao zamjena za materijale poput polikarbonata i stakla. Kao rezultat toga, primjenjiv je u automobilskoj industriji za izradu svjetlosnih cijevi i poklopaca za automobilske žmigavce, te u drugim industrijama za izradu solarnih panela, nadstrešnica za staklenike itd.
POM
POM ili Delrin (komercijalni naziv) je visoko obradiv CNC plastični materijal koji mnoge CNC mašinske usluge biraju zbog njegove visoke čvrstoće i otpornosti na toplinu, hemikalije i habanje. Postoji nekoliko vrsta Delrina, ali većina industrija se oslanja na Delrin 150 i 570 jer su dimenzijski stabilni.
Prednosti
Oni su najobradiviji od svih CNC plastičnih materijala.
Imaju odličnu hemijsku otpornost.
Imaju visoku dimenzionalnu stabilnost.
Ima visoku zateznu čvrstoću i izdržljivost, što osigurava duži vijek trajanja.
Nedostaci
Ima slabu otpornost na kiseline.
Aplikacije
POM nalazi primjenu u raznim industrijama. Na primjer, u automobilskom sektoru se koristi za proizvodnju komponenti sigurnosnih pojaseva. Industrija medicinske opreme ga koristi za proizvodnju inzulinskih olovaka, dok sektor robe široke potrošnje koristi POM za izradu elektronskih cigareta i vodomjera.
HDPE
Polietilen visoke gustoće je termoplastika s visokom otpornošću na naprezanje i korozivne hemikalije. Nudi odlična mehanička svojstva kao što su zatezna čvrstoća (4000 PSI) i tvrdoća (R65) u odnosu na svoj pandan, a LDPE ga zamjenjuje u primjenama s takvim zahtjevima.
Prednosti
To je fleksibilna plastika koja se može obrađivati.
Veoma je otporan na stres i hemikalije.
Ima odlična mehanička svojstva.
ABS ima visoku izdržljivost, što znači duži vijek trajanja.
Nedostaci
Ima slabu otpornost na UV zračenje.
Aplikacije
HDPE ima razne primjene, uključujući izradu prototipova, zupčanika, ležajeva, ambalaže, električne izolacije i medicinske opreme. Idealan je za izradu prototipova jer se može brzo i jednostavno obraditi, a niska cijena ga čini odličnim za izradu više iteracija. Osim toga, dobar je materijal za zupčanike zbog niskog koeficijenta trenja i visoke otpornosti na habanje, te za ležajeve, jer se samopodmazuje i hemijski je otporan.
LDPE
LDPE je čvrst, fleksibilan plastični polimer s dobrom hemijskom otpornošću i niskim temperaturama. Široko se primjenjuje u industriji proizvodnje medicinskih dijelova za izradu proteza i ortopedskih pomagala.
Prednosti
Čvrst je i fleksibilan.
Visoko je otporan na koroziju.
Lako se zaptiva korištenjem termičkih tehnika kao što je zavarivanje.
Nedostaci
Nije pogodan za dijelove koji zahtijevaju otpornost na visoke temperature.
Ima nisku krutost i strukturnu čvrstoću.
Aplikacije
LDPE se često koristi za proizvodnju prilagođenih zupčanika i mehaničkih komponenti, električnih komponenti poput izolatora i kućišta za elektronske uređaje, te dijelova s poliranim ili sjajnim izgledom. Štaviše, njegov nizak koeficijent trenja, visoka otpornost izolacije i izdržljivost čine ga idealnim materijalom za visokoperformansne primjene.
Polikarbonat
PC je čvrst, ali lagan plastični polimer sa svojstvima usporavanja topline i električne izolacije. Poput akrila, može zamijeniti staklo zbog svoje prirodne prozirnosti.
Prednosti
Efikasniji je od većine inženjerskih termoplasta.
Prirodno je prozirna i može propuštati svjetlost.
Odlično prima boju.
Ima visoku zateznu čvrstoću i izdržljivost.
PC je otporan na razrijeđene kiseline, ulja i masti.
Nedostaci
Degradira se nakon dužeg izlaganja vodi temperature preko 60°C.
Osjetljiv je na trošenje uzrokovano ugljikovodicima.
Vremenom će požutjeti nakon dužeg izlaganja UV zracima.
Aplikacije
Na osnovu svojih svjetlosnih svojstava, polikarbonat može zamijeniti stakleni materijal. Stoga se koristi u izradi zaštitnih naočala i CD-ova/DVD-ova. Osim toga, pogodan je za izradu hirurških instrumenata i prekidača.
Metode CNC obrade plastike
CNC obrada plastičnih dijelova uključuje korištenje računarski kontrolirane mašine za uklanjanje dijela plastičnog polimera kako bi se formirao željeni proizvod. Subtraktivni proizvodni proces može stvoriti mnoštvo dijelova s uskom tolerancijom, ujednačenošću i tačnošću korištenjem sljedećih metoda.
CNC tokarenje
CNC tokarenje je tehnika obrade koja uključuje držanje obratka na strugu i njegovo rotiranje u odnosu na alat za rezanje okretanjem ili tokarenjem. Postoji i nekoliko vrsta CNC tokarenja, uključujući:
Pravo ili cilindrično CNC tokarenje je pogodno za velike rezove.
Konusno CNC tokarenje je pogodno za izradu dijelova konusnog oblika.
Postoji nekoliko smjernica koje možete koristiti pri CNC tokarenju plastike, uključujući:
Osigurajte da rezne ivice imaju negativan nagib unatrag kako biste smanjili trenje.
Rezne ivice trebaju imati veliki ugao zaobljenja.
Polirajte površinu obratka za bolju površinsku obradu i smanjenje nakupljanja materijala.
Smanjite brzinu posmaka kako biste poboljšali preciznost završnih rezova (koristite brzinu posmaka od 0,015 IPR za grube rezove i 0,005 IPR za precizne rezove).
Prilagodite zazor, bočne uglove i uglove nagiba plastičnom materijalu.
CNC glodanje
CNC glodanje uključuje korištenje glodalice za uklanjanje materijala s obratka kako bi se dobio potreban dio. Postoje različite CNC glodalice podijeljene na 3-osne glodalice i višeosne glodalice.
S jedne strane, troosna CNC glodalica može se kretati u tri linearne ose (s lijeva na desno, naprijed-nazad, gore-dolje). Kao rezultat toga, vrlo je pogodna za izradu dijelova jednostavnog dizajna. S druge strane, višeosne glodalice mogu se kretati u više od tri ose. Kao rezultat toga, pogodne su za CNC obradu plastičnih dijelova sa složenim geometrijama.
Postoji nekoliko smjernica koje možete koristiti kod CNC glodanja plastike, uključujući:
Obradite termoplastiku ojačanu ugljikom ili staklom pomoću alata od ugljika.
Povećajte brzinu vretena pomoću stezaljki.
Smanjite koncentraciju naprezanja zaobljenjem unutrašnjih uglova.
Hlađenje direktno na ruteru za raspršivanje toplote.
Odaberite brzinu rotacije.
Nakon glodanja, uklonite neravnine s plastičnih dijelova kako biste poboljšali završnu obradu površine.
CNC bušenje
CNC bušenje plastike uključuje stvaranje rupe u plastičnom radnom komadu pomoću bušilice na koju je montirano svrdlo. Veličina i oblik svrdla određuju veličinu rupe. Nadalje, igra ulogu i u evakuaciji strugotine. Vrste bušilica koje možete koristiti uključuju stolne, uspravne i radijalne.
Postoji nekoliko smjernica koje možete koristiti prilikom CNC bušenja plastike, uključujući:
Obavezno koristite oštre CNC svrdla kako biste izbjegli naprezanje plastičnog radnog komada.
Koristite odgovarajuću svrdlu. Na primjer, svrdlo od 90 do 118° s uglom ruba od 9 do 15° pogodno je za većinu termoplasta (za akril koristite nagib od 0°).
Osigurajte lako izbacivanje strugotine odabirom prave svrdla.
Koristite sistem za hlađenje kako biste ublažili više pare nastale tokom procesa obrade.
Da biste uklonili CNC svrdlo bez oštećenja, osigurajte da je dubina bušenja manja od tri ili četiri puta veća od prečnika svrdla. Također, smanjite brzinu posmaka kada svrdlo gotovo izađe iz materijala.
Alternative obradi plastike
Pored CNC obrade plastičnih dijelova, kao alternative mogu poslužiti i drugi procesi brze izrade prototipa. Uobičajeni uključuju:
Brizganje plastike
Ovo je popularan proces masovne proizvodnje za rad s plastičnim radnim komadima. Brizganje plastike uključuje izradu kalupa od aluminija ili čelika, ovisno o faktorima kao što je dugotrajnost. Nakon toga, rastopljena plastika se ubrizgava u šupljinu kalupa, hladi i oblikuje željeni oblik.
Brizganje plastike je pogodno i za izradu prototipova i za proizvodnju stvarnih dijelova. Osim toga, to je isplativa metoda pogodna za dijelove složenih i jednostavnih dizajna. Nadalje, dijelovi dobiveni brizganjem gotovo ne zahtijevaju dodatnu obradu ili površinsku obradu.
3D printanje
3D printanje je najčešća metoda izrade prototipa koja se koristi u malim preduzećima. Aditivna proizvodnja je alat za brzu izradu prototipa koji obuhvata tehnologije kao što su stereolitografija (SLA), modeliranje taloženjem spajanjem (FDM) i selektivno lasersko sinterovanje (SLS) koje se koriste za rad na termoplastima kao što su najlon, PLA, ABS i ULTEM.
Svaka tehnologija uključuje kreiranje 3D digitalnih modela i izgradnju željenih dijelova sloj po sloj. Ovo je slično CNC obradi plastike, iako za razliku od potonjeg, uzrokuje manji otpad materijala. Nadalje, eliminira potrebu za alatima i pogodnija je za izradu dijelova složenih dizajna.
Vakuumsko livenje
Vakuumsko livenje ili livenje poliuretana/uretana uključuje silikonske kalupe i smole za izradu kopije glavnog uzorka. Proces brze izrade prototipa pogodan je za izradu plastike visokog kvaliteta. Nadalje, kopije su primjenjive za vizualizaciju ideja ili rješavanje nedostataka u dizajnu.
Industrijska primjena CNC obrade plastike
CNC obrada plastike je široko primjenjiva zbog prednosti kao što su tačnost, preciznost i mala tolerancija. Uobičajene industrijske primjene ovog procesa uključuju:
Medicinska industrija
CNC obrada plastike trenutno se primjenjuje u proizvodnji medicinski obrađenih dijelova kao što su protetski udovi i umjetna srca. Visok stepen tačnosti i ponovljivosti omogućava joj da ispuni stroge sigurnosne standarde koje zahtijeva industrija. Nadalje, postoji mnoštvo opcija materijala i omogućava proizvodnju složenih oblika.
Automobilske komponente
I dizajneri automobila i inženjeri koriste CNC obradu plastike za izradu automobilskih komponenti i prototipova u stvarnom vremenu. Plastika se široko primjenjuje u industriji u izradi prilagođenih CNC plastičnih dijelova kao što su kontrolne ploče zbog svoje male težine, što smanjuje potrošnju goriva. Nadalje, plastika je otporna na koroziju i habanje, što je karakteristično za većinu automobilskih komponenti. Osim toga, plastika se lako oblikuje u složene oblike.
Dijelovi za zrakoplovstvo
Proizvodnja dijelova za zrakoplovnu industriju zahtijeva metodu proizvodnje koja ima visoku preciznost i uske tolerancije. Kao rezultat toga, industrija se odlučuje za CNC obradu pri dizajniranju, testiranju i izgradnji različitih dijelova obrađenih u zrakoplovnoj industriji. Plastični materijali su primjenjivi zbog svoje pogodnosti za složene oblike, čvrstoće, male težine, visoke hemikalije i otpornosti na toplinu.
Elektronska industrija
Elektronska industrija također favorizira CNC obradu plastike zbog njene visoke preciznosti i ponovljivosti. Trenutno se ovaj proces koristi za izradu CNC obrađenih plastičnih elektroničkih dijelova kao što su kućišta za žice, tipkovnice uređaja i LCD ekrani.
Kada odabrati CNC obradu plastike
Izbor između mnogih procesa proizvodnje plastike o kojima je gore bilo riječi može biti izazovan. Stoga, u nastavku donosimo nekoliko stvari koje vam mogu pomoći da odlučite da li je CNC obrada plastike bolji proces za vaš projekat:
Ako je dizajn plastičnog prototipa sa uskom tolerancijom
CNC obrada plastike je bolja metoda za izradu dijelova s dizajnom koji zahtijeva uske tolerancije. Konvencionalna CNC glodalica može postići usku toleranciju od oko 4 μm.
Ako plastični prototip zahtijeva kvalitetnu površinsku obradu
CNC mašina nudi visokokvalitetnu površinsku završnu obradu, što je čini pogodnom ako vaš projekat ne zahtijeva dodatni proces površinske obrade. Ovo je za razliku od 3D štampanja, koje ostavlja tragove slojeva tokom štampanja.
Ako plastični prototip zahtijeva posebne materijale
CNC obrada plastike može se koristiti za proizvodnju dijelova od širokog spektra plastičnih materijala, uključujući one sa posebnim svojstvima kao što su otpornost na visoke temperature, visoka čvrstoća ili visoka hemijska otpornost. Zbog toga je idealan izbor za izradu prototipova sa specijalizovanim zahtjevima.
Ako su vaši proizvodi u fazi testiranja
CNC obrada se oslanja na 3D modele, koje je lako mijenjati. Budući da faza testiranja zahtijeva stalne modifikacije, CNC obrada omogućava dizajnerima i proizvođačima da kreiraju funkcionalne plastične prototipove za testiranje i rješavanje nedostataka u dizajnu.
· Ako vam je potrebna ekonomična opcija
Kao i druge metode proizvodnje, CNC obrada plastike je pogodna za isplativu izradu dijelova. Plastika je jeftinija od metala i drugih materijala, poput kompozita. Nadalje, kompjuterska numerička kontrola je preciznija, a proces je pogodan za složene dizajne.
Zaključak
CNC obrada plastike je široko prihvaćen proces u industriji zbog svoje tačnosti, brzine i pogodnosti za izradu dijelova sa strogim tolerancijama. Ovaj članak govori o različitim CNC materijalima za obradu kompatibilnim sa procesom, dostupnim tehnikama i drugim stvarima koje mogu pomoći vašem projektu.
Odabir prave tehnike obrade može biti vrlo izazovan, što zahtijeva da angažujete vanjskog dobavljača usluga CNC obrade plastike. U GuanShengu nudimo prilagođene usluge CNC obrade plastike i možemo vam pomoći da napravite različite dijelove za izradu prototipova ili upotrebu u stvarnom vremenu na osnovu vaših zahtjeva.
Imamo nekoliko plastičnih materijala pogodnih za CNC obradu sa strogim i pojednostavljenim procesom odabira. Nadalje, naš inženjerski tim može pružiti profesionalne savjete o odabiru materijala i prijedloge dizajna. Otpremite svoj dizajn danas i dobijte trenutne ponude i besplatnu DfM analizu po konkurentnoj cijeni.
Vrijeme objave: 13. novembar 2023.