Unha representación común do mecanizado CNC, a maioría das veces, implica traballar cunha peza metálica. Non obstante, o mecanizado CNC non só é moi aplicable aos plásticos, senón que o mecanizado CNC de plástico tamén é un dos procesos de mecanizado comúns en varias industrias.
A aceptación do mecanizado plástico como proceso de fabricación débese á ampla gama de materiais plásticos CNC dispoñibles. Ademais, coa introdución do control numérico por ordenador, o proceso faise máis preciso, máis rápido e axeitado para facer pezas cunha tolerancia estreita. Canto sabes sobre o mecanizado CNC de plástico? Este artigo analiza os materiais compatibles co proceso, as técnicas dispoñibles e outras cousas que poden axudar ao teu proxecto.
Plásticos para mecanizado CNC
Moitos plásticos mecanizables son axeitados para fabricar pezas e produtos que fabrican varias industrias. O seu uso depende das súas propiedades, tendo algúns plásticos mecanizables, como o nylon, con excelentes propiedades mecánicas que lles permiten substituír os metais. Abaixo amósanse os plásticos máis comúns para o mecanizado de plástico personalizado:
ABS:
O acrilonitrilo butadieno estireno, ou ABS, é un material CNC lixeiro coñecido pola súa resistencia ao impacto, forza e alta maquinabilidade. Aínda que posúe boas propiedades mecánicas, a súa baixa estabilidade química é evidente na súa susceptibilidade a graxas, alcohois e outros disolventes químicos. Ademais, a estabilidade térmica do ABS puro (é dicir, ABS sen aditivos) é baixa, xa que o polímero plástico arderá mesmo despois de eliminar a chama.
Pros
É lixeiro sen perder a súa resistencia mecánica.
O polímero plástico é altamente mecanizable, polo que é un material de prototipado rápido moi popular.
O ABS ten un punto de fusión baixo adecuado (isto é importante para outros procesos de prototipado rápido como a impresión 3D e o moldeo por inxección).
Ten unha alta resistencia á tracción.
O ABS ten unha alta durabilidade, o que significa unha vida útil máis longa.
É accesible.
Cons
Libera vapores plásticos quentes cando se somete á calor.
Necesita unha ventilación adecuada para evitar a acumulación de tales gases.
Ten un punto de fusión baixo que pode causar deformación pola calor xerada pola máquina CNC.
Aplicacións
O ABS é un termoplástico de enxeñería moi popular usado por moitos servizos de prototipado rápido na fabricación de produtos debido ás súas excelentes propiedades e á súa accesibilidade. É aplicable nas industrias eléctrica e da automoción na fabricación de pezas como tapas de teclado, carcasas electrónicas e compoñentes do cadro de mandos do coche.
Nylon
O nailon ou a poliamida é un polímero plástico de baixa fricción con alta resistencia ao impacto, aos produtos químicos e á abrasión. As súas excelentes propiedades mecánicas, como a resistencia (76mPa), a durabilidade e a dureza (116R), fan que sexa moi axeitado para o mecanizado CNC e melloran aínda máis a súa aplicación nas industrias de fabricación de pezas médicas e automotrices.
Pros
Excelentes propiedades mecánicas.
Ten unha alta resistencia á tracción.
Rentable.
É un polímero lixeiro.
É resistente á calor e aos produtos químicos.
Cons
Ten unha baixa estabilidade dimensional.
O nailon pode absorber a humidade facilmente.
É susceptible aos ácidos minerais fortes.
Aplicacións
O nailon é un termoplástico de enxeñería de alto rendemento aplicable á creación de prototipos e fabricación de pezas reais nas industrias médica e automotriz. O compoñente fabricado a partir do material CNC inclúe rodamentos, arandelas e tubos.
Acrílico
O acrílico ou PMMA (polimetacrilato de metilo) é popular no mecanizado CNC de plástico debido ás súas propiedades ópticas. O polímero plástico é resistente á translucidez e aos arañazos, de aí as súas aplicacións en industrias que requiren tales propiedades. Ademais, ten moi boas propiedades mecánicas, evidentes na súa dureza e resistencia ao impacto. Coa súa barata, o mecanizado CNC acrílico converteuse nunha alternativa aos polímeros plásticos como o policarbonato e o vidro.
Pros
É lixeiro.
O acrílico é altamente resistente a produtos químicos e UV.
Ten alta maquinabilidade.
O acrílico ten unha alta resistencia química.
Cons
Non é tan resistente á calor, ao impacto e á abrasión.
Pode rachar baixo unha carga pesada.
Non é resistente ás substancias orgánicas cloradas/aromáticas.
Aplicacións
O acrílico é aplicable na substitución de materiais como o policarbonato e o vidro. Como resultado, é aplicable na industria da automoción para a fabricación de tubos de luz e tapas de luces indicadoras de coches e noutras industrias para a fabricación de paneis solares, marquesiñas de invernadoiros, etc.
POM
POM ou Delrin (nome comercial) é un material plástico CNC altamente mecanizable elixido por moitos servizos de mecanizado CNC pola súa alta resistencia e resistencia á calor, aos produtos químicos e ao desgaste. Hai varios graos de Delrin, pero a maioría das industrias dependen dos Delrin 150 e 570 xa que son dimensionalmente estables.
Pros
Son os materiais plásticos CNC máis mecanizados.
Teñen unha excelente resistencia química.
Teñen alta estabilidade dimensional.
Ten alta resistencia á tracción e durabilidade, o que garante unha vida útil máis longa.
Cons
Ten pouca resistencia aos ácidos.
Aplicacións
POM atopa a súa aplicación en varias industrias. Por exemplo, no sector da automoción, utilízase para fabricar compoñentes do cinto de seguridade. A industria de equipos médicos emprégao para producir bolígrafos de insulina, mentres que o sector de bens de consumo fai uso do POM para fabricar cigarros electrónicos e contadores de auga.
HDPE
O plástico de polietileno de alta densidade é un termoplástico con alta resistencia ao estrés e aos produtos químicos corrosivos. Ofrece excelentes propiedades mecánicas como resistencia á tracción (4000PSI) e dureza (R65) que a súa contraparte, o LDPE substitúeo en aplicacións con tales requisitos.
Pros
É un plástico flexible mecanizable.
É altamente resistente ao estrés e aos produtos químicos.
Ten excelentes propiedades mecánicas.
O ABS ten unha alta durabilidade, o que significa unha vida útil máis longa.
Cons
Ten unha escasa resistencia UV.
Aplicacións
HDPE Ten unha variedade de aplicacións, incluíndo prototipado, creación de engrenaxes, rodamentos, envases, illamento eléctrico e equipos médicos. É ideal para a creación de prototipos xa que se pode mecanizar de forma rápida e sinxela, e o seu baixo custo faino ideal para crear múltiples iteracións. Ademais, é un bo material para engrenaxes polo seu baixo coeficiente de rozamento e alta resistencia ao desgaste, e para rodamentos, porque é autolubricante e resistente químicamente.
LDPE
O LDPE é un polímero plástico resistente e flexible con boa resistencia química e baixa temperatura. É amplamente aplicable na industria de fabricación de pezas médicas para facer próteses e ortesis.
Pros
É resistente e flexible.
É altamente resistente á corrosión.
É doado de selar mediante técnicas térmicas como a soldadura.
Cons
Non é adecuado para pezas que requiren resistencia a altas temperaturas.
Ten baixa rixidez e resistencia estrutural.
Aplicacións
O LDPE úsase a miúdo para producir engrenaxes e compoñentes mecánicos personalizados, compoñentes eléctricos como illantes e carcasas para dispositivos electrónicos e pezas cun aspecto pulido ou brillante. O que é máis. o seu baixo coeficiente de rozamento, a súa alta resistencia de illamento e a súa durabilidade fan que sexa un material ideal para aplicacións de alto rendemento.
Policarbonato
O PC é un polímero plástico resistente pero lixeiro con propiedades retardantes de calor e illantes eléctricos. Do mesmo xeito que o acrílico, pode substituír o vidro debido á súa transparencia natural.
Pros
É máis eficiente que a maioría dos termoplásticos de enxeñería.
É naturalmente transparente e pode transmitir luz.
Colle moi ben a cor.
Ten alta resistencia á tracción e durabilidade.
O PC é resistente aos ácidos diluídos, aceites e graxas.
Cons
Degrada tras unha exposición prolongada a auga a máis de 60 °C.
É susceptible ao desgaste dos hidrocarburos.
Amarelará ao longo do tempo despois dunha exposición prolongada aos raios UV.
Aplicacións
Segundo as súas propiedades lixeiras, o policarbonato pode substituír o material de vidro. Polo tanto, úsase na fabricación de lentes de seguridade e CD/DVD. Ademais, é axeitado para facer apeiros cirúrxicos e interruptores automáticos.
Métodos de mecanizado CNC de plástico
O mecanizado de pezas de plástico CNC implica o uso dunha máquina controlada por ordenador para eliminar parte do polímero plástico para formar o produto desexado. O proceso de fabricación subtractivo pode crear infinidade de pezas cunha tolerancia, uniformidade e precisión estreitas mediante os seguintes métodos.
Torneado CNC
O torneado CNC é unha técnica de mecanizado que consiste en suxeitar a peza nun torno e xirar contra a ferramenta de corte mediante xirando ou xirando. Tamén hai varios tipos de torneado CNC, incluíndo:
O torneado CNC recto ou cilíndrico é axeitado para grandes cortes.
O torneado CNC cónico é axeitado para crear pezas con formas cónicas.
Hai varias directrices que podes usar no torneado CNC de plástico, incluíndo:
Asegúrese de que os bordos de corte teñan un rastrillo traseiro negativo para minimizar o rozamento.
Os bordos cortantes deben ter un gran ángulo de relevo.
Pulir a superficie da peza para obter un mellor acabado superficial e reducir a acumulación de material.
Reducir a taxa de avance para mellorar a precisión dos cortes finais (use unha taxa de avance de 0,015 IPR para cortes en bruto e 0,005 IPR para cortes precisos).
Axuste o espazo libre, os lados e os ángulos de inclinación ao material plástico.
Fresado CNC
O fresado CNC implica o uso dunha fresa para eliminar o material da peza para obter a peza necesaria. Hai diferentes fresadoras CNC divididas en fresadoras de 3 eixes e fresadoras de eixes múltiples.
Por unha banda, unha fresadora CNC de 3 eixes pode moverse en tres eixes lineais (de esquerda a dereita, cara atrás e cara atrás, arriba e abaixo). Como resultado, é moi axeitado para crear pezas con deseños sinxelos. Por outra banda, os muíños multieixes poden moverse en máis de tres eixes. Como resultado, é adecuado para mecanizado CNC de pezas de plástico con xeometrías complicadas.
Existen varias directrices que podes usar no fresado CNC de plástico, incluíndo:
Mecanizar un termoplástico reforzado con carbono o vidro con útiles de carbono.
Aumente a velocidade do eixo usando abrazaderas.
Reduce a concentración de estrés creando esquinas internas redondeadas.
Arrefriamento directamente no router para dispersar a calor.
Escolla a velocidade de rotación.
Desbarba as pezas de plástico despois do fresado para mellorar o acabado superficial.
Perforación CNC
A perforación CNC de plástico consiste en crear un burato nunha peza de plástico utilizando un taladro montado cunha broca. O tamaño e a forma da broca determinan o tamaño do burato. Ademais, tamén xoga un papel na evacuación de chips. Os tipos de prensa de perforación que pode usar inclúen banco, vertical e radial.
Hai varias directrices que podes usar na perforación CNC de plástico, incluíndo:
Asegúrate de usar brocas CNC afiadas para evitar esforzar a peza de plástico.
Use a broca correcta. Por exemplo, unha broca de 90 a 118 ° cun ángulo de labio de 9 a 15 ° é adecuada para a maioría dos termoplásticos (para acrílico, use un rastrillo de 0 °).
Asegure unha fácil expulsión de chip escollendo a broca correcta.
Use un sistema de refrixeración para aliviar a máis xerada durante o proceso de mecanizado.
Para eliminar a broca CNC sen danos, asegúrese de que a profundidade de perforación sexa inferior a tres ou catro veces. o diámetro da broca. Ademais, reduce a taxa de alimentación cando a broca case saíu do material.
Alternativas ao mecanizado de plásticos
Ademais do mecanizado de pezas de plástico CNC, outros procesos de prototipado rápido poden servir como alternativas. Os comúns inclúen:
Moldeo por inxección
Este é un proceso popular de produción en masa para traballar con pezas de plástico. O moldeado por inxección consiste en crear un molde a partir de aluminio ou aceiro dependendo de factores como a lonxevidade. Despois, o plástico fundido inxéctase na cavidade do molde, arrefríase e dá a forma desexada.
O moldeado por inxección de plástico é axeitado tanto para a creación de prototipos como para a fabricación de pezas reais. Ademais, é un método rendible axeitado para pezas con deseños complexos e sinxelos. Ademais, as pezas moldeadas por inxección dificilmente requiren traballo adicional ou tratamento de superficie.
Impresión 3D
A impresión 3D é o método de creación de prototipos máis común empregado nas pequenas empresas. O proceso de fabricación aditiva é unha ferramenta de prototipado rápido que comprende tecnoloxías como a estereolitografía (SLA), o modelado de deposición fundida (FDM) e a sinterización selectiva con láser (SLS) utilizadas para traballar con termoplásticos como nailon, PLA, ABS e ULTEM.
Cada tecnoloxía implica crear modelos dixitais 3D e construír capa por capa as pezas desexadas. Isto é como o mecanizado CNC de plástico, aínda que supón un menor desperdicio de material, a diferenza deste último. Ademais, elimina a necesidade de ferramentas e é máis axeitado para facer pezas con deseños complexos.
Fundición ao baleiro
A fundición ao baleiro ou a fundición de poliuretano/uretano implica moldes de silicio e resinas para facer unha copia dun patrón mestre. O proceso de prototipado rápido é axeitado para crear plástico de alta calidade. Ademais, as copias son aplicables para visualizar ideas ou solucionar problemas de deseño.
Aplicacións industriais do mecanizado CNC de plásticos
O mecanizado CNC de plástico é amplamente aplicable debido a vantaxes como a precisión, a precisión e a tolerancia estreita. As aplicacións industriais comúns do proceso inclúen:
Industria Médica
O mecanizado de plástico CNC é aplicable actualmente na fabricación de pezas mecanizadas médicas, como membros protésicos e corazóns artificiais. O seu alto grao de precisión e repetibilidade permítelle cumprir os estrictos estándares de seguridade esixidos pola industria. Ademais, hai unha infinidade de opcións materiais e produce formas complexas.
Compoñentes de automoción
Tanto os deseñadores de automóbiles como os enxeñeiros usan o mecanizado CNC de plástico para facer compoñentes e prototipos de automóbiles en tempo real. O plástico é amplamente aplicable na industria na fabricación de pezas de plástico CNC personalizadas, como cadros de mandos, debido ao seu peso lixeiro, o que reduce o consumo de combustible. Ademais, o plástico é resistente á corrosión e ao desgaste, que experimentan a maioría dos compoñentes dos automóbiles. Ademais, o plástico pódese moldear facilmente en formas complexas.
Pezas aeroespaciais
A fabricación de pezas aeroespaciais require un método de fabricación que teña alta precisión e tolerancias estreitas. Como resultado, a industria opta polo mecanizado CNC no deseño, proba e construción de diferentes pezas mecanizadas aeroespaciais. Os materiais plásticos son aplicables debido á súa idoneidade para formas complexas, resistencia, produtos químicos lixeiros e altos e resistencia á calor.
Industria electrónica
A industria electrónica tamén favorece o mecanizado de plástico CNC pola súa alta precisión e repetibilidade. Actualmente, o proceso úsase para fabricar pezas electrónicas de plástico mecanizadas por CNC, como carcasas de cables, teclados de dispositivos e pantallas LCD.
Cando elixir o mecanizado CNC de plástico
Elixir entre os moitos procesos de fabricación de plásticos comentados anteriormente pode ser un reto. Como resultado, a continuación móstranse algunhas consideracións que poden axudarche a decidir se o mecanizado CNC de plástico é o mellor proceso para o teu proxecto:
Se o deseño de prototipos de plástico con tolerancia estreita
O mecanizado de plástico CNC é o mellor método para facer pezas con deseños que requiren tolerancias estreitas. Unha fresadora CNC convencional pode acadar unha tolerancia estreita duns 4 μm.
Se o prototipo de plástico require un acabado superficial de calidade
A máquina CNC ofrece un acabado de superficie de alta calidade que o fai adecuado se o seu proxecto non necesita un proceso de acabado de superficie adicional. Isto é a diferenza da impresión 3D, que deixa marcas de capa durante a impresión.
Se o prototipo de plástico require materiais especiais
O mecanizado CNC de plástico pódese usar para producir pezas a partir dunha ampla gama de materiais plásticos, incluíndo aqueles con propiedades especiais, como resistencia a altas temperaturas, alta resistencia ou alta resistencia química. Isto fai que sexa unha opción ideal para crear prototipos con requisitos especializados.
Se os seus produtos están en fase de proba
O mecanizado CNC depende de modelos 3D, que son fáciles de cambiar. Dado que a fase de proba require unha modificación constante, o mecanizado CNC permite aos deseñadores e fabricantes crear prototipos de plástico funcionais para probar e solucionar os fallos de deseño.
· Se precisa unha opción económica
Do mesmo xeito que outros métodos de fabricación, o mecanizado CNC de plástico é axeitado para fabricar pezas de forma rendible. Os plásticos son menos custosos que os metais e outros materiais, como os compostos. Ademais, o control numérico por ordenador é máis preciso e o proceso é adecuado para deseños complexos.
Conclusión
O mecanizado de plástico CNC é un proceso moi aceptado industrialmente debido á súa precisión, velocidade e idoneidade para fabricar pezas cunha tolerancia estreita. Este artigo fala dos diferentes materiais de mecanizado CNC compatibles co proceso, as técnicas dispoñibles e outras cousas que poden axudar ao teu proxecto.
Elixir a técnica de mecanizado correcta pode ser moi desafiante, polo que é necesario terceirizar a un provedor de servizos CNC de plástico. En GuanSheng ofrecemos servizos personalizados de mecanizado CNC de plástico e podemos axudarche a facer diferentes pezas para prototipar ou usar en tempo real segundo as túas necesidades.
Temos varios materiais plásticos axeitados para o mecanizado CNC cun proceso de selección estrito e simplificado. Ademais, o noso equipo de enxeñería pode proporcionar consellos profesionais de selección de materiais e suxestións de deseño. Carga o teu deseño hoxe e obtén presupostos instantáneos e análise DfM gratuíta a un prezo competitivo.
Hora de publicación: 13-nov-2023