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 plàstic 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 plàstics CNC disponibles. A més, amb la introducció del control numèric per ordinador, el procés es fa més precís, ràpid i adequat per fer peces amb una tolerància estreta. Quant saps sobre el mecanitzat CNC de plàstic? Aquest article analitza els materials compatibles amb el procés, les tècniques disponibles i altres coses que poden ajudar al vostre 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, amb alguns plàstics mecanitzables, com el niló, que tenen unes excel·lents propietats mecàniques que els permeten substituir els metalls. A continuació es mostren els plàstics més comuns per al mecanitzat de plàstic personalitzat:
ABS:
L'acrilonitril butadiè estirè, o ABS, és un material CNC lleuger conegut per la seva resistència a l'impacte, força i alta mecanització. Tot i que té bones propietats mecàniques, la seva baixa estabilitat química és 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 es cremarà fins i tot després d'eliminar la flama.
Pros
És lleuger sense perdre la seva resistència mecànica.
El polímer plàstic és altament mecanitzable, el que el converteix en un material de prototipat ràpid molt popular.
L'ABS té un punt de fusió baix adequat (això és important per a altres processos de prototipat ràpid com la impressió 3D i l'emmotllament 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 calents quan se sotmet a la calor.
Necessites una ventilació adequada per evitar l'acumulació d'aquests gasos.
Té un punt de fusió baix que pot provocar deformacions per la calor generada per la màquina CNC.
Aplicacions
L'ABS és un termoplàstic d'enginyeria molt popular utilitzat per molts serveis de prototipat ràpid en la fabricació de productes a causa de les seves excel·lents propietats i la seva assequibilitat. És aplicable a la indústria elèctrica i de l'automoció en la fabricació de peces com ara tapes de teclat, carcassa electrònica i components del quadre de comandament del cotxe.
Niló
El niló o la poliamida és un polímer plàstic de baixa fricció amb gran resistència a l'impacte, als productes químics i a l'abrasió. Les seves excel·lents propietats mecàniques, com la resistència (76mPa), la durabilitat i la duresa (116R), el fan molt adequat per al mecanitzat CNC i milloren encara més la seva aplicació a les indústries de fabricació de peces d'automoció i mèdiques.
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 una baixa estabilitat dimensional.
El niló pot agafar la humitat fàcilment.
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 a les indústries mèdiques i de l'automoció. El component fabricat amb material CNC inclou coixinets, volanderes i tubs.
Acrílic
L'acrílic o PMMA (polimetacrilat de metil) és popular en el mecanitzat CNC de plàstic 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 duresa i resistència a l'impacte. Amb la seva econòmica, 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 mecanització.
L'acrílic té una alta resistència química.
Contres
No és tan resistent a la calor, l'impacte i l'abrasió.
Pot trencar-se amb una càrrega pesada.
No és resistent a substàncies orgàniques clorades/aromàtiques.
Aplicacions
L'acrílic és aplicable en substitució de materials com el policarbonat i el vidre. Com a resultat, és aplicable a la indústria de l'automòbil per a la fabricació de canonades de llum i cobertes de llum indicadors de cotxes i en altres indústries per a la fabricació de panells solars, marquesines d'hivernacle, etc.
POM
POM o Delrin (nom comercial) és un material plàstic CNC altament mecanitzable escollit per molts serveis de mecanitzat CNC per la seva alta resistència i resistència a la calor, els productes químics i el desgast. Hi ha diversos graus de Delrin, però la majoria de les indústries depenen dels Delrin 150 i 570, ja que són dimensionalment estables.
Pros
Són els més mecanitzables de tots els materials plàstics CNC.
Tenen una excel·lent resistència química.
Tenen una alta estabilitat dimensional.
Té una alta resistència a la tracció i durabilitat, assegurant una vida útil més llarga.
Contres
Té poca resistència als àcids.
Aplicacions
POM troba la seva aplicació en diverses indústries. Per exemple, en el sector de l'automoció, s'utilitza per fabricar components del cinturó de seguretat. La indústria d'equips mèdics l'empra per produir bolígrafs d'insulina, mentre que el sector de béns de consum fa ús del POM per fabricar cigarrets electrònics i comptadors d'aigua.
HDPE
El plàstic de polietilè d'alta densitat és un termoplàstic amb alta resistència a l'estrès i als productes químics corrosius. Ofereix excel·lents propietats mecàniques com la resistència a la tracció (4000PSI) i la duresa (R65) que la seva contrapartida, el LDPE el substitueix en aplicacions amb aquests requisits.
Pros
És un plàstic flexible mecanitzable.
És altament resistent a l'estrès i als productes químics.
Té excel·lents propietats mecàniques.
L'ABS té una alta durabilitat, la qual cosa significa una vida útil més llarga.
Contres
Té poca resistència UV.
Aplicacions
HDPE Té una varietat d'aplicacions, com ara prototipatge, creació d'engranatges, coixinets, embalatge, aïllament elèctric i equips mèdics. És ideal per fer 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 pel seu baix coeficient de fricció i gran 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 dur 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 alta temperatura.
Té poca rigidesa i resistència estructural.
Aplicacions
El LDPE s'utilitza sovint per produir engranatges personalitzats i components mecànics, 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 retardants de la calor i aïllants elèctrics. Igual que l'acrílic, pot substituir el vidre per 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 l'aigua a més de 60 °C.
És susceptible al desgast dels hidrocarburs.
Es tornarà groc amb el temps després d'una exposició prolongada als raigs UV.
Aplicacions
Segons les seves propietats lleugeres, el policarbonat pot substituir el material de vidre. Per tant, s'utilitza per fabricar ulleres de seguretat i CD/DVD. A part d'això, és adequat per a la fabricació d'instruments quirúrgics i disjuntors.
Mètodes de mecanitzat CNC de plàstic
El mecanitzat de peces de plàstic CNC implica utilitzar una màquina controlada per ordinador per eliminar part del polímer plàstic per formar el producte desitjat. El procés de fabricació subtractiu pot crear miríades de 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 fent girar o girar. També hi ha diversos tipus de tornejat CNC, incloent:
El tornejat CNC recte o cilíndric és adequat per a grans talls.
El tornejat CNC cònic és adequat per crear peces amb formes de con.
Hi ha diverses directrius que podeu utilitzar en el tornejat CNC de plàstic, com ara:
Assegureu-vos que les vores de tall tinguin un rasclet posterior negatiu per minimitzar el fregament.
Les vores de tall han de tenir un gran 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'alimentació per millorar la precisió dels talls finals (utilitzeu una velocitat d'avanç de 0,015 IPR per a talls en brut i 0,005 IPR per a talls precisos).
Adaptar l'espai lliure, els laterals i els angles de rasclet al material plàstic.
Fresat CNC
El fresat CNC implica l'ús d'una fresa per treure material de la peça de treball per obtenir la peça necessària. Hi ha diferents fresadores CNC dividides en molins de 3 eixos i molins de diversos eixos.
D'una banda, una fresadora CNC de 3 eixos es pot moure en tres eixos lineals (d'esquerra a dreta, d'anada i tornada, amunt i avall). Com a resultat, és molt adequat per crear peces amb dissenys senzills. D'altra banda, els molins multieix es poden moure en més de tres eixos. Com a resultat, és adequat per al mecanitzat CNC de peces de plàstic amb geometries complicades.
Hi ha diverses directrius que podeu utilitzar en el fresat CNC de plàstic, com ara:
Mecanitzar un termoplàstic reforçat amb carboni o vidre amb eines de carboni.
Augmenteu la velocitat de l'eix utilitzant pinces.
Redueix la concentració d'estrès creant cantonades internes arrodonides.
Refredament 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
La perforació 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 té un paper en l'evacuació d'encenalls. Els tipus de premsa de trepant que podeu utilitzar inclouen banc, vertical i radial.
Hi ha diverses directrius que podeu utilitzar en la perforació CNC de plàstic, com ara:
Assegureu-vos d'utilitzar broques CNC afilades per evitar posar tensió a la peça de plàstic.
Utilitzeu la broca adequada. Per exemple, una broca de 90 a 118 ° amb un angle de llavi de 9 a 15 ° és adequada per a la majoria de termoplàstics (per a l'acrílic, utilitzeu un rastell de 0 °).
Assegureu-vos una fàcil expulsió d'encenall escollint la broca adequada.
Utilitzeu un sistema de refrigeració per alleujar més la generació durant el procés de mecanitzat.
Per treure el trepant CNC sense danys, assegureu-vos que la profunditat de perforació sigui inferior a tres o quatre vegades. el diàmetre del trepant. A més, reduïu la velocitat d'alimentació quan el trepant gairebé hagi sortit del material.
Alternatives al mecanitzat de plàstics
A part del mecanitzat de peces de plàstic CNC, altres processos de prototipat ràpid poden servir com a alternatives. Els comuns inclouen:
Emmotllament per injecció
Aquest és un procés popular de producció en massa per treballar amb peces de plàstic. L'emmotllament per injecció consisteix a crear un motlle a partir d'alumini o acer en funció de factors com la longevitat. Després, el plàstic fos s'injecta a la cavitat del motlle, es refreda i forma la forma desitjada.
L'emmotllament 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 senzills. A més, les peces modelades per injecció amb prou feines requereixen treball addicional o tractament superficial.
Impressió 3D
La impressió 3D és el mètode de prototipatge més comú utilitzat a les empreses a petita escala. El procés de fabricació additiva és una eina de prototipat ràpid que inclou tecnologies com estereolitografia (SLA), modelatge de deposició fosa (FDM) i sinterització làser selectiva (SLS) que s'utilitzen per treballar amb termoplàstics com el niló, el PLA, l'ABS i l'ULTEM.
Cada tecnologia implica crear models digitals 3D i construir les peces desitjades capa per capa. Això és com el mecanitzat CNC de plàstic, tot i que comporta un menor malbaratament de material, a diferència d'aquest últim. A més, elimina la necessitat d'eines i és més adequat per fer peces amb dissenys complexos.
Colada al buit
La fosa al buit o la fosa de poliuretà/uretà implica motlles i resines de silici per fer una còpia d'un patró mestre. El procés de prototipat ràpid és adequat per crear plàstics d'alta qualitat. A més, les còpies són aplicables per visualitzar idees o resoldre defectes de disseny.
Aplicacions industrials del mecanitzat CNC de plàstic
El mecanitzat CNC de plàstic és àmpliament aplicable a causa dels avantatges com ara la precisió, la precisió i la tolerància estreta. Les aplicacions industrials habituals del procés inclouen:
Indústria mèdica
El mecanitzat de plàstic CNC s'aplica actualment a la fabricació de peces mecanitzades mèdiques, com ara protèstiques i cors artificials. El seu alt grau de precisió i repetibilitat li permet complir amb els estrictes estàndards de seguretat exigits per 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 fer components i prototips d'automòbils en temps real. El plàstic és àmpliament aplicable a la indústria per fabricar peces de plàstic CNC personalitzades, com ara taulers de comandament, a causa del seu pes lleuger, que redueix el consum de combustible. A més, el plàstic és resistent a la corrosió i al desgast, que experimenten la majoria dels components d'automoció. A part d'això, el plàstic es pot modelar fàcilment en formes complexes.
Parts aeroespacials
La fabricació de peces aeroespacials requereix un mètode de fabricació que tingui una alta precisió i toleràncies estrictes. Com a resultat, la indústria opta pel mecanitzat CNC en el disseny, prova i construcció de diferents peces mecanitzades aeroespacials. Els materials plàstics són aplicables a causa de la seva idoneïtat per a formes complexes, resistència, lleugeresa i alts productes químics i resistència a la calor.
Indústria electrònica
La indústria electrònica també afavoreix el mecanitzat de plàstic CNC per la seva alta precisió i repetibilitat. Actualment, el procés s'utilitza per fabricar peces electròniques de plàstic mecanitzades per CNC, com ara tancaments de cables, teclats de dispositius i pantalles LCD.
Quan triar el mecanitzat CNC de plàstic
Escollir entre els molts processos de fabricació de plàstics comentats anteriorment pot ser un repte. Com a resultat, a continuació hi ha algunes consideracions que us poden ajudar a decidir si el mecanitzat CNC de plàstic és el millor procés per al vostre projecte:
Si disseny de prototip de plàstic amb tolerància estreta
El mecanitzat de plàstic CNC és el millor mètode per fer peces amb dissenys que requereixen toleràncies estrictes. Una fresadora CNC convencional pot aconseguir una tolerància estreta 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 que la fa adequada si el vostre projecte no necessita un procés d'acabat superficial addicional. Això és a diferència 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 a partir d'una àmplia gamma de materials plàstics, inclosos aquells amb propietats especials com ara resistència a alta temperatura, 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 prova
El mecanitzat CNC es basa en models 3D, que són fàcils de canviar. Atès que l'etapa 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 fer peces de manera rendible. Els plàstics són menys costosos que els metalls i altres materials, com els compostos. A més, el control numèric per ordinador és més precís i el procés és adequat per a un disseny complex.
Conclusió
El mecanitzat de plàstic CNC és un procés àmpliament acceptat industrialment per la seva precisió, velocitat i aptitud per fabricar peces amb una tolerància estreta. Aquest article parla dels diferents materials de mecanitzat CNC compatibles amb el procés, les tècniques disponibles i altres coses que poden ajudar al vostre projecte.
L'elecció de la tècnica de mecanitzat adequada pot ser molt difícil, i requereix que subcontracteu a un proveïdor de serveis de CNC de plàstic. A GuanSheng oferim serveis de mecanitzat CNC de plàstic personalitzats i us podem ajudar a fer diferents peces per crear prototips o utilitzar-les en temps real segons els vostres requisits.
Disposem de diversos materials plàstics adequats per al mecanitzat CNC amb un procés de selecció estricte i simplificat. A més, el nostre equip d'enginyers pot oferir consells professionals per a la selecció de materials i suggeriments de disseny. Carregueu el vostre disseny avui mateix i obteniu pressupostos instantanis i anàlisis DfM gratuïtes a un preu competitiu.
Hora de publicació: 13-nov-2023