Освоение CNC-обработки пластиков: 4 ключевых совета для превосходных результатов

Компании по всему миру используют CNC-обработку для изготовления высококачественных компонентов из разнообразных материалов: керамика, дерево, композиты. Металл и пластик на переднем плане массового производства, при этом металлы пользуются более широкой обрабатываемостью. Станочники умело решают проблемы в металлах, регулируя скорости, подачи, инструменты и прочее.

Однако пластики представляют отдельный вызов. Методы, эффективные на стали, латуни, алюминии и титане, борются за те же результаты. Итог — нижекачественные финиши и неточные размеры, вызывающие отбраковку множества деталей.

Понимание уникальных сложностей обработки пластиков и частых подводных камней — критично. Эта статья представляет ключевые инсайты в освоении CNC-обработки пластиков. Внедряя эти экспертные советы, вы поднимете качество ваших пластиковых проектов.

Вызовы обработки пластиков

Вообще говоря, две крупнейшие проблемы, с которыми сталкиваются станочники при работе с пластиками — плохой финиш поверхности и размерные изменения. Любая вибрация инструмента, трение или плохое формирование стружки могут вызвать вмятины и царапины на пластиковой поверхности, влияющие на финиш.

Все, что заставляет пластик сжиматься или расширяться во время обработки, может повлиять на способность станочника соблюдать точные допуски, когда деталь возвращается к исходной форме после обработки.

Большинство проблем качества при CNC-обработке пластиков исходит из одного или нескольких этих источников:

• Плохое формирование стружки: Мягкие пластики склонны к «течению» вокруг режущего инструмента вместо формирования стружки. Как проталкивание пальца в влажную глину — пластик просто деформируется вокруг инструмента вместо отламывания. В то же время твердые пластики могут ломаться непредсказуемо, особенно у краев, где крупные куски могут отламываться и оставлять небольшие полости.
• Деформация от закрепления: Напряжение, приложенное к пластиковой детали при закреплении, может вызвать эластическую деформацию. После обработки и снятия закрепления пластиковая деталь может выйти за допуск, когда закрепленная часть возвращается к исходной форме.
• Плохое выношение стружки: Пластиковая стружка может «заклеивать» канавки сверл и фрез, если не быстро удаляется из зоны реза. Плохое выношение снижает резаческую эффективность и вызывает трение, быстро повышающее температуру окружающего пластика.
• Температуры термического отвлечения: У многих пластиков низкие температуры термического отвлечения, что может заставить их резко размягчаться. Тогда они легко деформируются в ответ на силы от закрепления, резания или даже просто гравитации.
• Термическое расширение: Термическое расширение в полимерах может быть намного больше, чем в обычно обрабатываемых металлах, что заставляет их расширяться при перегреве и сжиматься после, потенциально нарушая требования допусков.
• Химическая реактивность: Разные полимеры восприимчивы к разным растворителям, что может вызывать их растворение или просто набухание. Машиностроительные цехи должны знать, какие химикаты можно использовать вокруг полимеров, с которыми они работают.
• Впитывание и удержание влаги: Аналогично химической реактивности, некоторые пластики могут впитывать много влаги, вызывая набухание. Даже влажность воздуха может заставить некоторые пластики расширяться за пределы допуска.
• Прозрачность: Прозрачные полимеры, как акрил, ABS, поликарбонат, могут казаться туманными или выцветшими, если обработка оставляет их с шероховатым финишем. Некоторые полимеры даже восприимчивы к деградации от УФ-воздействия.

Важно отметить, что некоторые пластики более восприимчивы к определенным проблемам при обработке, чем другие. Один пластик может иметь высокий уровень удержания влаги, другой — склонность к перегреву. Некоторые могут даже производить токсичные дымы при перегреве. Это делает важным выбор правильного пластика для вашего приложения.

4 совета для точной обработки пластиков

Для преодоления самых частых проблем качества при CNC-обработке пластиковых компонентов, станочники должны учитывать эти экспертные советы.

#1 — Минимизируйте зажимные силы

Многие станочники, знакомые с металлами, но не с пластиками, склонны к перезажимаю детали для предотвращения любого движения во время обработки. Перезажим может формировать вмятины на пластике там, где было зажатие, или индуцировать напряжение в материале, заставляя его расширяться и деформироваться в разных направлениях. И когда достаточно материала удалено во время обработки, общая деталь становится слабее и может деформироваться еще больше от зажимного напряжения.

Для минимизации зажимных сил используйте абсолютный минимум силы, необходимый для фиксации детали. Можно также рассмотреть разработку приспособлений, минимизирующих напряжение, испытываемое пластиковой заготовкой, как это сделано Titans of CNC Machining для обработки пластика Delrin.

#2 — Используйте правильный режущий инструмент

Затупившиеся инструменты, неправильно углованные режущие кромки и даже дизайн канавок могут все влиять на резаческую эффективность. Использование правильного режущего инструмента может означать разницу между быстрой, эффективной резкой с высококачественным финишем поверхности и медленной резкой, оставляющей царапины и вмятины в пластиковой поверхности.

Использование неправильного инструмента также может вести к накоплению стружки в месте реза. Это вызывает трение и может вести к быстрому нагреву вокруг режущего инструмента. Выбор лучшего режущего инструмента может потребовать некоторых исследований и экспериментов для нахождения лучших результатов для конкретного полимера.

#3 — Держите прохладу

Избыточное нагревание вызывает ряд проблем качества в пластиках, которые могут вести к отбраковке деталей. Это значит, что поддержание детали в прохладе — существенно. Как сказано ранее, использование неправильного режущего инструмента и допуск накопления стружки в месте реза может вызывать быстрый нагрев. С пластиками иногда лучше резать быстро и уходить из зоны реза, вместо задерживания и допуска накопления тепла.

Вообще говоря, две или более высоконапорные струи СОЖ должны быть достаточно для поддержания пластика и инструмента в прохладе, а также быстрого смывания пластиковой стружки.

#4 — Знайте свой материал

К сожалению, каждый пластик может вести себя очень по-разному от следующего. Резаческие параметры и инструментарий, отлично работающие с одним типом пластика, могут вести к шероховатому финишу и низкой размерной стабильности для другого. Иногда станочники должны противодействовать вибрации инструмента в пластиках увеличением скоростей, в другие случаи замедление дает лучшие результаты.

Для последовательного производства высокоточных пластиковых деталей станочники должны исследовать и экспериментировать с этим конкретным пластиком, чтобы понять, как он реагирует на обработку. Например, YouTube-канал Titans of CNC Machining предоставляет ряд полезных трюков для работы с несколькими распространенными типами обрабатываемых пластиков.

CNC-обработка пластиков с Gensun

Ни в коем случае советы в этой статье не охватывают всё, что есть для знания о преодолении вызовов обработки пластиков. Каждый полимер чувствителен к разным факторам и требует специализированного опыта для производства высококачественных результатов.

К счастью, станочники и инженеры Gensun опытны в работе с широким спектром материалов, включая большой ассортимент и металлов, и пластиков. Мы предлагаем высококачественные услуги CNC-обработки для помощи в производстве ваших деталей вовремя и в бюджете.