Unha representación común do mecanizado CNC, a maioría das veces, implica traballar cunha peza metálica. Non obstante, o mecanizado CNC non só é amplamente aplicable aos plásticos, senón que o mecanizado CNC de plásticos tamén é un dos procesos de mecanizado comúns en varias industrias.
A aceptación do mecanizado de plástico como proceso de fabricación débese á ampla gama de materiais CNC de plástico dispoñibles. Ademais, coa introdución do control numérico por computadora, o proceso faise máis preciso, rápido e axeitado para fabricar pezas con tolerancias axustadas. Canto sabes sobre o mecanizado CNC de plástico? Este artigo trata os materiais compatibles co proceso, as técnicas dispoñibles e outras cousas que poden axudar no teu proxecto.
Plásticos para mecanizado CNC
Moitos plásticos mecanizables son axeitados para a fabricación de pezas e produtos que fabrican varias industrias. O seu uso depende das súas propiedades, e algúns plásticos mecanizables, como o nailon, teñen excelentes propiedades mecánicas que lles permiten substituír os metais. A continuación móstranse os plásticos máis comúns para a mecanización de plásticos personalizada:
ABS:
O acrilonitrilo butadieno estireno, ou ABS, é un material CNC lixeiro coñecido pola súa resistencia ao impacto, forza e alta maquinabilidade. Aínda que conta con boas propiedades mecánicas, a súa baixa estabilidade química é evidente na súa susceptibilidade a graxas, alcohois e outros solventes químicos. Ademais, a estabilidade térmica do ABS puro (é dicir, ABS sen aditivos) é baixa, xa que o polímero plástico arderá mesmo despois de retirar a chama.
Vantaxes
É lixeiro sen perder a súa resistencia mecánica.
O polímero plástico é altamente mecanizable, o que o converte nun material de prototipado rápido moi popular.
O ABS ten un punto de fusión baixo axeitado (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.
Contras
Libera fumes de plástico quente cando se somete a calor.
Necesitas unha ventilación axeitada para evitar a acumulación deses gases.
Ten un punto de fusión baixo que pode causar deformación pola calor xerada pola máquina CNC.
Aplicacións
O ABS é un termoplástico de enxeñaría moi popular empregado por moitos servizos de prototipado rápido na fabricación de produtos debido ás súas excelentes propiedades e ao seu prezo accesible. Ten aplicación nas industrias eléctrica e automotriz na fabricación de pezas como tapas de teclado, carcasas electrónicas e compoñentes de taboleiro de automóbiles.
Nailon
O nailon ou 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 (76 mPa), 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 automotrices e médicas.
Vantaxes
Excelentes propiedades mecánicas.
Ten unha alta resistencia á tracción.
Rentable.
É un polímero lixeiro.
É resistente á calor e aos produtos químicos.
Contras
Ten baixa estabilidade dimensional.
O nailon pode absorber humidade facilmente.
É susceptible a ácidos minerais fortes.
Aplicacións
O nailon é un termoplástico de enxeñaría de alto rendemento aplicable á creación de prototipos e á fabricación de pezas reais nas industrias médica e automotriz. Os compoñentes fabricados co material CNC inclúen rolamentos, arandelas e tubos.
Acrílico
O acrílico ou PMMA (polimetilmetacrilato) é popular no mecanizado CNC de plástico debido ás súas propiedades ópticas. O polímero plástico é translúcido e resistente aos arañazos, de aí as súas aplicacións en industrias que requiren tales propiedades. Ademais diso, ten moi boas propiedades mecánicas, evidentes na súa tenacidade e resistencia ao impacto. Co seu baixo custo, o mecanizado CNC de acrílico converteuse nunha alternativa aos polímeros plásticos como o policarbonato e o vidro.
Vantaxes
É lixeiro.
O acrílico é moi resistente aos produtos químicos e aos raios UV.
Ten unha alta maquinabilidade.
O acrílico ten unha alta resistencia química.
Contras
Non é tan resistente á calor, aos impactos e á abrasión.
Pode rachar baixo unha carga pesada.
Non é resistente a substancias orgánicas cloradas/aromáticas.
Aplicacións
O acrílico é aplicable para substituír materiais como o policarbonato e o vidro. Como resultado, é aplicable na industria do automóbil para fabricar tubos de luz e cubertas de luces indicadoras de automóbiles e noutras industrias para fabricar paneis solares, marquesiñas de invernadoiros, etc.
POM
O POM ou Delrin (nome comercial) é un material plástico CNC altamente mecanizable escollido por moitos servizos de mecanizado CNC pola súa alta resistencia e resistencia á calor, aos produtos químicos e ao desgaste. Existen varios graos de Delrin, pero a maioría das industrias dependen do Delrin 150 e 570 xa que son dimensionalmente estables.
Vantaxes
Son os materiais plásticos CNC máis mecanizables.
Teñen unha excelente resistencia química.
Teñen unha alta estabilidade dimensional.
Ten unha alta resistencia á tracción e durabilidade, o que garante unha vida útil máis longa.
Contras
Ten pouca resistencia aos ácidos.
Aplicacións
O POM atopa a súa aplicación en diversas industrias. Por exemplo, no sector da automoción, utilízase para fabricar compoñentes de cintos de seguridade. A industria de equipos médicos utilízao para producir bolígrafos de insulina, mentres que o sector de bens de consumo utiliza o POM para fabricar cigarros electrónicos e contadores de auga.
HDPE
O plástico de polietileno de alta densidade é un termoplástico con alta resistencia á tensión e aos produtos químicos corrosivos. Ofrece excelentes propiedades mecánicas, como a resistencia á tracción (4000 PSI) e a dureza (R65), que o seu homólogo, substituíndoo polo LDPE en aplicacións con tales requisitos.
Vantaxes
É un plástico flexible e mecanizable.
É moi 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.
Contras
Ten pouca resistencia aos raios UV.
Aplicacións
PEAD Ten unha variedade de aplicacións, incluíndo a creación de prototipos, engrenaxes, rolamentos, 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 excelente para crear múltiples iteracións. Ademais, é un bo material para engrenaxes debido ao seu baixo coeficiente de fricción e alta resistencia ao desgaste, e para rolamentos, porque é autolubricante e resistente aos produtos químicos.
LDPE
O LDPE é un polímero plástico resistente e flexible con boa resistencia química e baixas temperaturas. Ten ampla aplicación na industria de fabricación de pezas médicas para a fabricación de próteses e orteses.
Vantaxes
É resistente e flexible.
É moi resistente á corrosión.
É doado de selar usando técnicas de calor como a soldadura.
Contras
Non é axeitado 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. Ademais, o seu baixo coeficiente de fricción, a súa alta resistencia ao illamento e a súa durabilidade convérteno nun material ideal para aplicacións de alto rendemento.
Policarbonato
O PC é un polímero plástico resistente pero lixeiro con propiedades ignífugas e illantes eléctricos. Do mesmo xeito que o acrílico, pode substituír o vidro debido á súa transparencia natural.
Vantaxes
É máis eficiente que a maioría dos termoplásticos de enxeñaría.
É naturalmente transparente e pode transmitir a luz.
Agarra moi ben a cor.
Ten alta resistencia á tracción e durabilidade.
O PC é resistente a ácidos, aceites e graxas diluídos.
Contras
Degradase despois dunha exposición prolongada a auga a máis de 60 °C.
É susceptible ao desgaste por hidrocarburos.
Amarelarase co tempo despois dunha exposición prolongada aos raios UV.
Aplicacións
En función das súas propiedades lixeiras, o policarbonato pode substituír o vidro. Polo tanto, utilízase na fabricación de lentes de seguridade e CD/DVD. Ademais diso, é axeitado para a fabricación de ferramentas cirúrxicas e interruptores automáticos.
Métodos de mecanizado CNC de plástico
O mecanizado CNC de pezas de plástico implica o uso dunha máquina controlada por ordenador para eliminar parte do polímero plástico para formar o produto desexado. O proceso de fabricación subtractiva pode crear infinidade de pezas con tolerancia, uniformidade e precisión axustadas usando os seguintes métodos.
Torneado CNC
O torneado CNC é unha técnica de mecanizado que consiste en suxeitar a peza nun torno e rotala contra a ferramenta de corte mediante xiro ou xiro. Tamén existen varios tipos de torneado CNC, entre eles:
O torneado CNC recto ou cilíndrico é axeitado para cortes grandes.
O torneado CNC cónico é axeitado para crear pezas con formas cónicas.
Hai varias pautas que podes empregar no torneado CNC de plástico, incluíndo:
Asegúrate de que os bordos de corte teñan unha inclinación traseira negativa para minimizar o rozamento.
Os bordos de corte deben ter un bo ángulo de alivio.
Pulir a superficie da peza de traballo para un mellor acabado superficial e reducir a acumulación de material.
Reduza a velocidade de avance para mellorar a precisión dos cortes finais (use unha velocidade de avance de 0,015 IPR para cortes en bruto e 0,005 IPR para cortes precisos).
Adapte os ángulos de folga, lado e ataque ao material plástico.
Fresado CNC
O fresado CNC implica o uso dunha fresa para eliminar material da peza de traballo para obter a peza requirida. Existen diferentes fresadoras CNC divididas en fresadoras de 3 eixes e fresadoras multieixe.
Por unha banda, unha fresadora CNC de 3 eixes pode moverse en tres eixes lineais (de esquerda a dereita, adiante e atrás, arriba e abaixo). Como resultado, é moi axeitada para crear pezas con deseños sinxelos. Por outra banda, as fresadoras multieixe poden moverse en máis de tres eixes. Como resultado, é axeitada para o mecanizado CNC de pezas de plástico con xeometrías complicadas.
Hai varias pautas que podes empregar no fresado CNC de plástico, incluíndo:
Mecanizar un termoplástico reforzado con carbono ou vidro con ferramentas de carbono.
Aumenta a velocidade do fuso usando abrazaderas.
Reducir a concentración de tensións creando esquinas internas redondeadas.
Refrixeración directamente no router para dispersar a calor.
Escolle a velocidade de rotación.
Desbarbar as pezas de plástico despois do fresado para mellorar o acabado superficial.
Perforación CNC
A perforación CNC de plástico implica a creación dun burato nunha peza de plástico usando unha broca montada cunha broca. O tamaño e a forma da broca determinan o tamaño do burato. Ademais, tamén xoga un papel na evacuación da viruta. Os tipos de columna de perforación que podes usar inclúen a de mesa, a vertical e a radial.
Hai varias pautas que podes empregar na perforación CNC de plástico, incluíndo:
Asegúrate de usar brocas CNC afiadas para evitar someter a peza de plástico a tensión.
Usa a broca axeitada. Por exemplo, unha broca de 90 a 118° cun ángulo de beizo de 9 a 15° é axeitada para a maioría dos termoplásticos (para acrílicos, usa un ángulo de inclinación de 0°).
Asegúrate de que as virutas saian facilmente escollendo a broca axeitada.
Empregar un sistema de refrixeración para aliviar máis xerado durante o proceso de mecanizado.
Para retirar a broca CNC sen danala, asegúrese de que a profundidade de perforación sexa inferior a tres ou catro veces o diámetro da broca. Ademais, reduza a velocidade de avance cando a broca case saia do material.
Alternativas ao mecanizado de plástico
Ademais do mecanizado CNC de pezas de plástico, outros procesos de prototipado rápido poden servir como alternativas. Algúns dos máis habituais son:
Moldeo por inxección
Este é un proceso de produción en masa popular para traballar con pezas de plástico. O moldeo por inxección implica a creación dun molde de aluminio ou aceiro dependendo de factores como a lonxevidade. Despois, o plástico fundido inxéctase na cavidade do molde, arrefría e adquire a forma desexada.
O moldeo por inxección de plástico é axeitado tanto para a creación de prototipos como para a fabricación de pezas reais. Ademais diso, é un método rendible axeitado para pezas con deseños complexos e sinxelos. Ademais, as pezas moldeadas por inxección apenas requiren traballo ou tratamento superficial adicional.
Impresión 3D
A impresión 3D é o método de prototipado 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 por deposición fundida (FDM) e a sinterización láser selectiva (SLS) que se empregan para traballar con termoplásticos como o nailon, o PLA, o ABS e o ULTEM.
Cada tecnoloxía implica a creación de modelos dixitais en 3D e a construción das pezas desexadas capa por capa. Isto é similar ao 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 fabricar pezas con deseños complexos.
Fundición ao baleiro
A fundición ao baleiro ou a fundición de poliuretano/uretano implica moldes de silicona 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 defectos de deseño.
Aplicacións industriais do mecanizado CNC de plástico
O mecanizado CNC de plástico é amplamente aplicable debido a vantaxes como a precisión, a precisión e a tolerancia axustada. As aplicacións industriais comúns do proceso inclúen:
Industria médica
O mecanizado de plástico CNC é aplicable actualmente na fabricación de pezas mecanizadas médicas como próteses e corazóns artificiais. O seu alto grao de precisión e repetibilidade permítelle cumprir cos rigorosos estándares de seguridade esixidos pola industria. Ademais, existe unha infinidade de opcións de materiais e produce formas complexas.
Compoñentes de automoción
Tanto os deseñadores como os enxeñeiros de automóbiles empregan o mecanizado CNC de plástico para fabricar compoñentes e prototipos de automóbiles en tempo real. O plástico é amplamente aplicable na industria na fabricación de pezas de plástico CNC personalizadas, como os cadros de mando, debido ao seu peso lixeiro, o que reduce o consumo de combustible. Ademais, o plástico é resistente á corrosión e ao desgaste, que sofren a maioría dos compoñentes de automóbiles. Ademais diso, o plástico pódese moldear facilmente en formas complexas.
Pezas aeroespaciais
A fabricación de pezas aeroespaciais require un método de fabricación de alta precisión e tolerancias axustadas. Como resultado, a industria opta polo mecanizado CNC para deseñar, probar e construír diferentes pezas mecanizadas aeroespaciais. Os materiais plásticos son aplicables debido á súa idoneidade para formas complexas, resistencia, peso lixeiro e alto contido en produtos químicos, e resistencia á calor.
Industria electrónica
A industria electrónica tamén favorece o mecanizado de plástico CNC debido á súa alta precisión e repetibilidade. Actualmente, o proceso utilízase 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
Escoller entre os moitos procesos de fabricación de plástico mencionados 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:
Deseño de prototipos de plástico con tolerancia axustada
O mecanizado de plástico CNC é o mellor método para fabricar pezas con deseños que requiren tolerancias axustadas. Unha fresadora CNC convencional pode acadar unha tolerancia axustada duns 4 μm.
Se o prototipo de plástico require un acabado superficial de calidade
A máquina CNC ofrece un acabado superficial de alta calidade, o que a fai axeitada se o teu proxecto non precisa un proceso adicional de acabado superficial. Isto é diferente da impresión 3D, que deixa marcas de capas durante a impresión.
Se o prototipo de plástico require materiais especiais
O mecanizado CNC de plástico pódese empregar para producir pezas a partir dunha ampla gama de materiais plásticos, incluídos aqueles con propiedades especiais como resistencia a altas temperaturas, alta resistencia ou alta resistencia química. Isto convérteo nunha opción ideal para crear prototipos con requisitos especializados.
Se os seus produtos están en fase de probas
O mecanizado CNC baséase en modelos 3D, que son fáciles de cambiar. Dado que a fase de probas require modificacións constantes, o mecanizado CNC permite aos deseñadores e fabricantes crear prototipos de plástico funcionais para probar e solucionar defectos 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 materiais compostos. Ademais, o control numérico por computadora é máis preciso e o proceso é axeitado para deseños complexos.
Conclusión
O mecanizado CNC de plástico é un proceso amplamente aceptado industrialmente debido á súa precisión, velocidade e idoneidade para fabricar pezas con tolerancias axustadas. Este artigo fala dos diferentes materiais de mecanizado CNC compatibles co proceso, as técnicas dispoñibles e outras cousas que poden axudar no teu proxecto.
Escoller a técnica de mecanizado axeitada pode ser moi difícil, o que require subcontratar un provedor de servizos CNC de plástico. En GuanSheng ofrecemos servizos personalizados de mecanizado CNC de plástico e podemos axudarche a fabricar diferentes pezas para prototipos ou uso en tempo real segundo as túas necesidades.
Dispoñemos de varios materiais plásticos axeitados para o mecanizado CNC cun proceso de selección rigoroso e optimizado. Ademais, o noso equipo de enxeñería pode ofrecer asesoramento profesional sobre a selección de materiais e suxestións de deseño. Cargue o seu deseño hoxe mesmo e obteña orzamentos instantáneos e unha análise DfM gratuíta a un prezo competitivo.
Data de publicación: 13 de novembro de 2023