Una representació habitual del mecanitzat CNC, la majoria de vegades, implica treballar amb una peça metàl·lica. Tanmateix, el mecanitzat CNC no només és àmpliament aplicable als plàstics, sinó que el mecanitzat CNC de plàstics també és un dels processos de mecanitzat habituals en diverses indústries.
L'acceptació del mecanitzat de plàstic com a procés de fabricació es deu a l'àmplia gamma de materials CNC de plàstic disponibles. A més, amb la introducció del control numèric per ordinador, el procés esdevé més precís, ràpid i adequat per fabricar peces amb toleràncies ajustades. Quant en saps sobre el mecanitzat CNC de plàstic? Aquest article tracta els materials compatibles amb el procés, les tècniques disponibles i altres coses que poden ajudar al teu projecte.
Plàstics per a mecanitzat CNC
Molts plàstics mecanitzables són adequats per a la fabricació de peces i productes que fabriquen diverses indústries. El seu ús depèn de les seves propietats, i alguns plàstics mecanitzables, com el niló, tenen excel·lents propietats mecàniques que els permeten substituir els metalls. A continuació es mostren els plàstics més comuns per al mecanitzat de plàstics personalitzats:
ABS:
L'acrilonitril butadiè estirè, o ABS, és un material CNC lleuger conegut per la seva resistència a l'impacte, la seva força i la seva alta maquinabilitat. Tot i que compta amb bones propietats mecàniques, la seva baixa estabilitat química es fa evident en la seva susceptibilitat als greixos, alcohols i altres dissolvents químics. A més, l'estabilitat tèrmica de l'ABS pur (és a dir, ABS sense additius) és baixa, ja que el polímer plàstic cremarà fins i tot després de retirar la flama.
Pros
És lleuger sense perdre la seva resistència mecànica.
El polímer plàstic és altament mecanitzable, cosa que el converteix en un material de prototipatge ràpid molt popular.
L'ABS té un punt de fusió baix adequat (això és important per a altres processos de prototipatge ràpid com la impressió 3D i el modelat per injecció).
Té una alta resistència a la tracció.
L'ABS té una alta durabilitat, la qual cosa significa una vida útil més llarga.
És assequible.
Contres
Allibera fums de plàstic calent quan s'exposa a calor.
Necessiteu una ventilació adequada per evitar l'acumulació d'aquests gasos.
Té un punt de fusió baix que pot causar deformació per la calor generada per la màquina CNC.
Aplicacions
L'ABS és un termoplàstic d'enginyeria molt popular utilitzat per molts serveis de prototipatge ràpid en la fabricació de productes a causa de les seves excel·lents propietats i preu assequible. És aplicable a les indústries elèctrica i de l'automoció en la fabricació de peces com ara carcasses de teclat, carcasses electròniques i components de quadre de comandament de cotxes.
Niló
El niló o poliamida és un polímer plàstic de baixa fricció amb una alta resistència a l'impacte, als productes químics i a l'abrasió. Les seves excel·lents propietats mecàniques, com ara la resistència (76 mPa), la durabilitat i la duresa (116R), el fan molt adequat per al mecanitzat CNC i milloren encara més la seva aplicació en les indústries de fabricació de peces d'automoció i medicina.
Pros
Excel·lents propietats mecàniques.
Té una alta resistència a la tracció.
Rentable.
És un polímer lleuger.
És resistent a la calor i als productes químics.
Contres
Té baixa estabilitat dimensional.
El niló pot absorbir fàcilment la humitat.
És susceptible als àcids minerals forts.
Aplicacions
El niló és un termoplàstic d'enginyeria d'alt rendiment aplicable a la creació de prototips i la fabricació de peces reals en les indústries mèdica i de l'automoció. Els components fabricats amb el material CNC inclouen coixinets, volanderes i tubs.
Acrílic
L'acrílic o PMMA (polimetilmetacrilat) és popular en el mecanitzat CNC de plàstics a causa de les seves propietats òptiques. El polímer plàstic és translúcid i resistent a les ratllades, d'aquí les seves aplicacions en indústries que requereixen aquestes propietats. A part d'això, té molt bones propietats mecàniques, evidents en la seva tenacitat i resistència a l'impacte. Amb el seu baix cost, el mecanitzat CNC acrílic s'ha convertit en una alternativa als polímers plàstics com el policarbonat i el vidre.
Pros
És lleuger.
L'acrílic és altament resistent als productes químics i als raigs UV.
Té una alta maquinabilitat.
L'acrílic té una alta resistència química.
Contres
No és gaire resistent a la calor, als impactes i a l'abrasió.
Es pot esquerdar sota una gran càrrega.
No és resistent a les substàncies orgàniques clorades/aromàtiques.
Aplicacions
L'acrílic és aplicable per substituir materials com el policarbonat i el vidre. Com a resultat, és aplicable a la indústria de l'automoció per fabricar tubs de llum i cobertes de llums indicadores de cotxes i en altres indústries per fabricar panells solars, marquesines d'hivernacles, etc.
POM
El POM o Delrin (nom comercial) és un material plàstic CNC altament mecanitzable escollit per molts serveis de mecanitzat CNC per la seva alta resistència a la calor, els productes químics i el desgast. Hi ha diversos graus de Delrin, però la majoria de les indústries confien en el Delrin 150 i 570, ja que són dimensionalment estables.
Pros
Són els materials plàstics CNC més mecanitzables.
Tenen una excel·lent resistència química.
Tenen una alta estabilitat dimensional.
Té una alta resistència a la tracció i durabilitat, cosa que garanteix una vida útil més llarga.
Contres
Té poca resistència als àcids.
Aplicacions
El POM troba la seva aplicació en diverses indústries. Per exemple, en el sector de l'automoció, s'utilitza per fabricar components de cinturons de seguretat. La indústria d'equips mèdics l'utilitza per produir bolígrafs d'insulina, mentre que el sector de béns de consum utilitza POM per fabricar cigarrets electrònics i comptadors d'aigua.
HDPE
El plàstic de polietilè d'alta densitat és un termoplàstic amb una alta resistència a l'estrès i als productes químics corrosius. Ofereix excel·lents propietats mecàniques com ara la resistència a la tracció (4000 PSI) i la duresa (R65) en comparació amb el seu homòleg, el LDPE, que el substitueix en aplicacions amb aquests requisits.
Pros
És un plàstic flexible i mecanitzable.
És altament resistent a l'estrès i als productes químics.
Té unes propietats mecàniques excel·lents.
L'ABS té una alta durabilitat, la qual cosa significa una vida útil més llarga.
Contres
Té poca resistència als raigs UV.
Aplicacions
HDPE Té una varietat d'aplicacions, incloent-hi la creació de prototips, engranatges, coixinets, embalatges, aïllament elèctric i equips mèdics. És ideal per a la creació de prototips, ja que es pot mecanitzar de manera ràpida i senzilla, i el seu baix cost el fa ideal per crear múltiples iteracions. A més, és un bon material per a engranatges a causa del seu baix coeficient de fricció i alta resistència al desgast, i per a coixinets, perquè és autolubricant i resistent químicament.
LDPE
El LDPE és un polímer plàstic resistent i flexible amb bona resistència química i baixa temperatura. És àmpliament aplicable a la indústria de fabricació de peces mèdiques per a la fabricació de pròtesis i ortesis.
Pros
És resistent i flexible.
És altament resistent a la corrosió.
És fàcil de segellar mitjançant tècniques de calor com la soldadura.
Contres
No és adequat per a peces que requereixen resistència a altes temperatures.
Té baixa rigidesa i resistència estructural.
Aplicacions
El LDPE s'utilitza sovint per produir engranatges i components mecànics personalitzats, components elèctrics com aïllants i carcasses per a dispositius electrònics, i peces amb un aspecte polit o brillant. A més, el seu baix coeficient de fricció, l'alta resistència a l'aïllament i la durabilitat el converteixen en un material ideal per a aplicacions d'alt rendiment.
Policarbonat
El PC és un polímer plàstic resistent però lleuger amb propietats ignífugues i aïllants elèctriques. Com l'acrílic, pot substituir el vidre gràcies a la seva transparència natural.
Pros
És més eficient que la majoria de termoplàstics d'enginyeria.
És naturalment transparent i pot transmetre la llum.
Agafa molt bé el color.
Té una alta resistència a la tracció i durabilitat.
El PC és resistent als àcids, olis i greixos diluïts.
Contres
Es degrada després d'una exposició prolongada a aigua a més de 60 °C.
És susceptible al desgast dels hidrocarburs.
Es tornarà groguenc amb el temps després d'una exposició prolongada als raigs UV.
Aplicacions
A causa de les seves propietats lleugeres, el policarbonat pot substituir el material de vidre. Per tant, s'utilitza en la fabricació d'ulleres de seguretat i CD/DVD. A més d'això, és adequat per a la fabricació d'instruments quirúrgics i interruptors automàtics.
Mètodes de mecanitzat CNC de plàstic
El mecanitzat CNC de peces de plàstic implica l'ús d'una màquina controlada per ordinador per eliminar part del polímer plàstic per formar el producte desitjat. El procés de fabricació subtractiva pot crear infinites peces amb una tolerància, uniformitat i precisió ajustades mitjançant els mètodes següents.
Tornejat CNC
El tornejat CNC és una tècnica de mecanitzat que consisteix a subjectar la peça en un torn i girar-la contra l'eina de tall mitjançant un gir. També hi ha diversos tipus de tornejat CNC, com ara:
El tornejat CNC recte o cilíndric és adequat per a talls grans.
El tornejat CNC cònic és adequat per crear peces amb formes còniques.
Hi ha diverses pautes que podeu utilitzar en el tornejat CNC de plàstic, incloent-hi:
Assegureu-vos que les vores de tall tinguin una inclinació posterior negativa per minimitzar el fregament.
Les vores de tall han de tenir un bon angle de relleu.
Polir la superfície de la peça per obtenir un millor acabat superficial i reduir l'acumulació de material.
Reduïu la velocitat d'avanç per millorar la precisió dels talls finals (utilitzeu una velocitat d'avanç de 0,015 IPR per a talls aproximats i 0,005 IPR per a talls precisos).
Adapteu els angles de folgança, lateral i d'inclinació al material plàstic.
Fresat CNC
El fresat CNC implica l'ús d'una fresa per treure material de la peça per obtenir la peça necessària. Hi ha diferents fresadores CNC dividides en fresadores de 3 eixos i fresadores multieixos.
D'una banda, una fresadora CNC de 3 eixos es pot moure en tres eixos lineals (d'esquerra a dreta, endavant i enrere, amunt i avall). Com a resultat, és molt adequada per crear peces amb dissenys simples. D'altra banda, les fresadores multieixos es poden moure en més de tres eixos. Com a resultat, és adequada per al mecanitzat CNC de peces de plàstic amb geometries complicades.
Hi ha diverses pautes que podeu utilitzar en el fresat CNC de plàstic, incloent-hi:
Mecanitzar un termoplàstic reforçat amb carboni o vidre amb eines de carboni.
Augmenteu la velocitat del cargol mitjançant l'ús de pinces.
Reduir la concentració d'estrès creant cantonades internes arrodonides.
Refrigeració directament al router per dispersar la calor.
Trieu la velocitat de rotació.
Desbarbar les peces de plàstic després del fresat per millorar l'acabat superficial.
Perforació CNC
El trepat CNC de plàstic consisteix a crear un forat en una peça de plàstic mitjançant un trepant muntat amb una broca. La mida i la forma de la broca determinen la mida del forat. A més, també juga un paper en l'evacuació de ferritja. Els tipus de trepants de columna que podeu utilitzar inclouen de banc, verticals i radials.
Hi ha diverses pautes que podeu utilitzar en la perforació CNC de plàstic, incloent-hi:
Assegureu-vos d'utilitzar broques CNC afilades per evitar exercir tensió sobre la peça de plàstic.
Feu servir la broca adequada. Per exemple, una broca de 90 a 118° amb un angle de vora de 9 a 15° és adequada per a la majoria de termoplàstics (per a acrílic, feu servir un angle de 0°).
Assegureu-vos d'una fàcil expulsió de la ferrissa triant la broca adequada.
Utilitzeu un sistema de refrigeració per alleujar més la generació durant el procés de mecanitzat.
Per treure el trepant CNC sense fer-lo malbé, assegureu-vos que la profunditat de perforació sigui inferior a tres o quatre vegades el diàmetre del trepant. A més, reduïu la velocitat d'avanç quan el trepant gairebé hagi sortit del material.
Alternatives al mecanitzat de plàstic
A més del mecanitzat CNC de peces de plàstic, altres processos de prototipatge ràpid poden servir com a alternatives. Els més comuns inclouen:
Moldeig per injecció
Aquest és un procés de producció en massa popular per treballar amb peces de plàstic. El modelat per injecció implica la creació d'un motlle d'alumini o acer en funció de factors com la longevitat. Després, s'injecta plàstic fos a la cavitat del motlle, es refreda i pren la forma desitjada.
El modelat per injecció de plàstic és adequat tant per a la creació de prototips com per a la fabricació de peces reals. A part d'això, és un mètode rendible adequat per a peces amb dissenys complexos i simples. A més, les peces modelades per injecció gairebé no requereixen treballs addicionals ni tractament superficial.
Impressió 3D
La impressió 3D és el mètode de prototipatge més comú utilitzat en petites empreses. El procés de fabricació additiva és una eina de prototipatge ràpid que comprèn tecnologies com l'estereolitografia (SLA), el modelatge per deposició fusionada (FDM) i la sinterització làser selectiva (SLS) que s'utilitzen per treballar amb termoplàstics com el niló, el PLA, l'ABS i l'ULTEM.
Cada tecnologia implica la creació de models digitals en 3D i la construcció de les peces desitjades capa per capa. Això és similar al mecanitzat CNC de plàstic, tot i que comporta un menor malbaratament de material, a diferència d'aquest últim. A més, elimina la necessitat d'utillatge i és més adequat per fabricar peces amb dissenys complexos.
Fundició al buit
La fosa al buit o la fosa de poliuretà/uretà impliquen motlles de silicona i resines per fer una còpia d'un patró mestre. El procés de prototipatge ràpid és adequat per crear plàstic d'alta qualitat. A més, les còpies són aplicables per visualitzar idees o solucionar defectes de disseny.
Aplicacions industrials del mecanitzat CNC de plàstic
El mecanitzat CNC de plàstic és àmpliament aplicable a causa de beneficis com ara la precisió, la precisió i la tolerància ajustada. Les aplicacions industrials comunes del procés inclouen:
Indústria mèdica
El mecanitzat de plàstic CNC és actualment aplicable en la fabricació de peces mecanitzades per a metges com ara pròtesis i cors artificials. El seu alt grau de precisió i repetibilitat li permet complir amb els estrictes estàndards de seguretat que exigeix la indústria. A més, hi ha una infinitat d'opcions de materials i produeix formes complexes.
components d'automoció
Tant els dissenyadors com els enginyers d'automòbils utilitzen el mecanitzat CNC de plàstic per fabricar components i prototips d'automoció en temps real. El plàstic és àmpliament aplicable a la indústria en la fabricació de peces de plàstic CNC personalitzades, com ara quadres de comandament, a causa del seu pes lleuger, cosa que redueix el consum de combustible. A més, el plàstic és resistent a la corrosió i al desgast, que experimenten la majoria de components d'automoció. A part d'això, el plàstic es pot emmotllar fàcilment en formes complexes.
peces aeroespacials
La fabricació de peces aeroespacials requereix un mètode de fabricació d'alta precisió i toleràncies ajustades. Com a resultat, la indústria opta pel mecanitzat CNC per dissenyar, provar i construir diferents peces mecanitzades aeroespacials. Els materials plàstics són aplicables per la seva idoneïtat per a formes complexes, resistència, lleugeresa i alta resistència a productes químics, i resistència a la calor.
Indústria electrònica
La indústria electrònica també afavoreix el mecanitzat de plàstic CNC a causa de la seva alta precisió i repetibilitat. Actualment, el procés s'utilitza per fabricar peces electròniques de plàstic mecanitzades per CNC, com ara carcasses de cables, teclats de dispositius i pantalles LCD.
Quan triar el mecanitzat CNC de plàstic
Triar entre els molts processos de fabricació de plàstic que s'han comentat anteriorment pot ser un repte. Per tant, a continuació es mostren algunes consideracions que us poden ajudar a decidir si el mecanitzat CNC de plàstic és el millor procés per al vostre projecte:
Si es dissenya un prototip de plàstic amb una tolerància ajustada
El mecanitzat de plàstic CNC és el millor mètode per fabricar peces amb dissenys que requereixen toleràncies ajustades. Una fresadora CNC convencional pot aconseguir una tolerància ajustada d'uns 4 μm.
Si el prototip de plàstic requereix un acabat superficial de qualitat
La màquina CNC ofereix un acabat superficial d'alta qualitat, cosa que la fa adequada si el vostre projecte no necessita un procés addicional d'acabat superficial. Això és diferent de la impressió 3D, que deixa marques de capes durant la impressió.
Si el prototip de plàstic requereix materials especials
El mecanitzat CNC de plàstic es pot utilitzar per produir peces d'una àmplia gamma de materials plàstics, inclosos aquells amb propietats especials com ara resistència a altes temperatures, alta resistència o alta resistència química. Això el converteix en una opció ideal per crear prototips amb requisits especialitzats.
Si els vostres productes estan en fase de proves
El mecanitzat CNC es basa en models 3D, que són fàcils de canviar. Com que la fase de prova requereix modificacions constants, el mecanitzat CNC permet als dissenyadors i fabricants crear prototips de plàstic funcionals per provar i solucionar defectes de disseny.
· Si necessiteu una opció econòmica
Igual que altres mètodes de fabricació, el mecanitzat CNC de plàstic és adequat per fabricar peces de manera rendible. Els plàstics són menys costosos que els metalls i altres materials, com ara els compostos. A més, el control numèric per ordinador és més precís i el procés és adequat per a dissenys complexos.
Conclusió
El mecanitzat de plàstic CNC és un procés àmpliament acceptat industrialment per la seva precisió, velocitat i idoneïtat per fabricar peces amb toleràncies ajustades. Aquest article parla dels diferents materials de mecanitzat CNC compatibles amb el procés, les tècniques disponibles i altres aspectes que poden ajudar al vostre projecte.
Triar la tècnica de mecanitzat adequada pot ser molt difícil i obligar a externalitzar a un proveïdor de serveis CNC de plàstic. A GuanSheng oferim serveis de mecanitzat CNC de plàstic personalitzats i us podem ajudar a fabricar diferents peces per a prototipatge o ús en temps real segons les vostres necessitats.
Disposem de diversos materials plàstics adequats per al mecanitzat CNC amb un procés de selecció rigorós i optimitzat. A més, el nostre equip d'enginyeria pot oferir assessorament professional sobre la selecció de materials i suggeriments de disseny. Puja el teu disseny avui mateix i rep pressupostos instantanis i anàlisi DfM gratuïta a un preu competitiu.
Data de publicació: 13 de novembre de 2023