Выбор подходящего пластика с ЧПУ:подробное руководство по выбору

Вы когда-нибудь задумывались, какой тип пластика с ЧПУ идеально подойдет для вашего проекта? С такими вариантами, как АБС, акрил или ПОМ, каждый из которых предлагает уникальные преимущества, выбор правильного может оказаться непростым. Правильный пластик может повысить долговечность, точность и производительность вашего проекта. Давайте окунемся в мир пластмасс с ЧПУ и узнаем, как найти идеальный материал для ваших нужд обработки.

Зачем использовать пластик для обработки на станках с ЧПУ

Пластик широко используется из-за его удобства, гибкости, долговечности и дешевизны при производстве с помощью фрезерования, токарной обработки, сверления и других процессов с ЧПУ. Это помогает снизить вес компонентов, например, в автомобильной или аэрокосмической промышленности. Потому что вы знаете, что пластик легкий и простой в использовании.

Кроме того, производство пластика не требует особых усилий. Вы можете спроектировать его точно, не повредив режущие инструменты, как это делают некоторые металлы. С другой стороны, пластик не подвергается коррозии и не вступает в химические реакции при воздействии суровых условий окружающей среды. Таким образом, его можно использовать в лечебном питании и даже в промышленных целях.

При необходимости вы можете использовать различные типы пластика, такие как АБС-пластик, акрил или даже нейлон, отвечающие требованиям прочности изоляции или даже прозрачности. Давайте рассмотрим различные типы пластмасс для технологий ЧПУ в следующем разделе.

Типы пластмасс с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ совместима с широким спектром пластмасс:от мягкого полиэтилена (ПЭ) до твердого ПОМ и ПК. Основное отличие от обработки металлов заключается в инструментах и ​​переменных процесса, таких как скорость и глубина резания. 

"Вы можете ознакомиться с подробной информацией об услугах по обработке пластика с ЧПУ от RapidDirect для совместимых пластиков в списке ниже, включая их свойства, характеристики обработки и варианты обработки поверхности" 

• АБС
• ПК
• Акрил (ПММА)
• ПОМ
• Нейлон (Пенсильвания)
• ПЭ (ПЭВП и ПЭНП)
• ПЭЭК
• ПП
• ПБТ
• PEI
• ПЭТ
• PS
• ПВХ
• ПТФЭ (тефлон)

Теперь давайте подробно обсудим каждый пластик с ЧПУ;

АБС

Аббревиатура акрилонитрил-бутадиен-стирола, АБС, является одним из популярных синтетических полимеров. Детали ABS с ЧПУ часто используются в трехмерной печати для простоты обработки материала и обеспечения достаточной стабильности размеров.

ABS прочный, легкий, способный противостоять ударам и недорогой в формовании, что делает его идеальным материалом для автомобильных деталей, игрушек и бытовой электроники. Однако он имеет низкую устойчивость к ультрафиолету, что приводит к обесцвечиванию и разрушению при контакте с солнечным светом. Кроме того, по сравнению с другими пластиками с ЧПУ, он имеет относительно низкую термостойкость.

• Где он используется :

Этот пластиковый станок с ЧПУ используется в различных автомобильных деталях и бытовой электронике. Его также включают в бытовую технику и быстрые прототипы из-за его прочности и многоцелевого использования.

ПК

Будучи прозрачным и прочным полимером, он также способен выдерживать суровые удары и температуры. Поликарбонат (ПК) довольно легкий и обладает отличной оптической прозрачностью.

В области защитных очков, электроники и компакт-дисков ПК является гораздо более популярным выбором благодаря своей долговечности и способности выдерживать удары, оставаясь при этом прозрачным. Несмотря на то, что он считается лучшим, он по-прежнему уязвим к царапинам и имеет более высокую цену по сравнению с другими пластиками. Его нельзя обрабатывать УФ-излучением, со временем он может деградировать.

• Где он используется :

Защитные очки, автомобильные фонари, шлемы и корпуса электронных устройств — все они используют ПК. Кроме того, его обычно используют в архитектурных конструкциях, таких как световые люки и пуленепробиваемые окна.

Акрил, ПММА

Акрил, или ПММА, что означает полиметилметакрилат, представляет собой пластик, заменяющий стекло, с очень малым весом и отличными погодоустойчивыми свойствами.

Для вывесок, линз и аквариумов, которые идеально защищены от атмосферных воздействий, а также обладают отличной оптической прозрачностью, лучше всего подойдет ПММА, поскольку он также небьется. Он хрупкий при воздействии силы, а также его довольно легко поцарапать, что делает его не лучшим вариантом, если вы ищете что-то более прочное.

• Где он используется :

Акрил является основным компонентом при изготовлении вывесок, корпусов для источников света, витрин и аквариумов. Его высокая прозрачность позволяет использовать его для линз и окон.

ПОМ

ПОМ, также известный как полиоксиметилен, представляет собой прочный пластик, который легко противостоит износу и имеет низкое трение, обеспечивающее хорошие эксплуатационные характеристики. Однако ПОМ имеет плохую устойчивость к ультрафиолетовым лучам и воспламеняемость. Более того, сильные кислоты или хлор также могут привести к разложению.

• Где он используется :

Вы найдете его в шестернях, подшипниках, крепежных изделиях и автомобильных деталях. ПОМ полезен для изготовления точных и прочных деталей.

Нейлон (Пенсильвания)

Нейлон – важный полимер, характеризующийся высокой эластичностью и большой прочностью. Он обладает высокой устойчивостью к износу и химическим веществам. Из-за объемности и жирности аминокомплекса наблюдается высокое водопоглощение, что может повлиять на стабильность размеров. Также становится хрупким при низких температурах.

• Где он используется :

Нейлоновые полимеры часто используются в шестернях, втулках, конвейерных лентах и других механических компонентах. Более того, его можно найти в текстиле, автомобильных компонентах и спортивных товарах.

ПЭ (ПЭВП и ПВД)

Полиэтилен (ПЭ) представляет собой полимер относительно низкой плотности, который доступен в формах полиэтилена как низкой, так и высокой плотности (ПЭВП и ПЭНП). HDPE жесткий и ударопрочный, а LDPE прочный, но легкий. Они имеют низкую международную термостойкость и склонны к разрушению под воздействием ультрафиолета при отсутствии специальных добавок.

• Где он используется :

Вы можете использовать HDPE для изготовления труб, некоторых контейнеров и разделочных досок. А вот ПЭВД широко используется при изготовлении упаковок, сумок и трубок.

ПЭЭК

Термин PEEK означает полиэфирэфиркетон. Это высокоэффективный термопластичный полимер, известный своей прочностью, химической стойкостью и термостойкостью. Это очень дорого и требует большого количества технологий и реализаций по сравнению с другими пластиками с ЧПУ.

• Где он используется :

PEEK применяется в аэрокосмической промышленности, медицинских имплантатах и автомобильной промышленности, где требуется высокая производительность в стрессовых условиях.

ПП

Полипропилен (ПП) — это прочный и легкий пластик, известный своей удивительной гибкостью и химической стойкостью. Он может быть чувствителен к ультрафиолетовому излучению и, следовательно, легко гнить. Более того, он может стать хрупким под воздействием низких температур. Также имеет некоторые ограничения по тепловому воздействию. 

• Где он используется :

Сегодня полипропилен можно встретить в пищевых контейнерах, деталях для транспортных средств, медикаментах и других тканях. Благодаря свойствам материала ПП легко используется во многих сферах.

ПБТ

Полибутилентерефталат (ПБТ) — еще один прочный полимер. Он имеет значительно большую термостойкость наряду с электрической изоляцией. Он обеспечивает хорошую химическую стойкость и стабильность размеров и лучше всего подходит для электрических деталей. ПБТ хрупкий при низких температурах, радиации и длительном воздействии ультрафиолета.

• Где он используется :

ПБТ применяется для изготовления электрических разъемов, автомобильных компонентов и бытовой техники из-за его прочности и надежности.

PEI

Полиэфиримид (PEI) — это прочный пластик, обладающий высокой термостойкостью. Он обеспечивает замечательные свойства и стабильность. Но у него высокие цены и ограниченность ресурсов на рынке. Более того, на нем могут образоваться трещины под напряжением.

• Где он используется :

Полиэфиримид находит применение в основном в аэрокосмической отрасли, производстве медицинского оборудования и электроники. Можно сказать, найден в устройствах, требующих большой устойчивости к нагреву.

PS

Полистирол (ПС) еще называют вспененным полистиролом. Это легкий и прочный полистирол, который выпускается в твердом и вспененном виде. Дешево и легко в изготовлении. Но слабым местом является то, что он хрупкий, не биоразлагаемый и плохо устойчив к ударам. Он также легко воспламеняется и не обладает термостойкостью.

• Где он используется :

Благодаря универсальности и стоимости полистирол популярен в упаковке, упаковке стаканчиков, изоляции и наборах моделей.

ПВХ

Слово поливинилхлорид, также называемое ПВХ-пластиком, является одним из самых прочных и стабильных видов материалов. Он обладает сильной устойчивостью к химическим веществам. Он также экономичен и огнезащитен благодаря включению добавок.  Но ПВХ не более экологичен, чем любой другой продукт, и при горении выделяет вредные газы. Некоторые его составы с возрастом могут стать хрупкими.

• Где он используется :

Поливинилхлорид используется для изготовления труб, окон, половиц и электрических волн. Из-за его прочности его применение варьируется от строительства до окон.

ПТФЭ (тефлон)

ПТФЭ или тефлон известен многим как антипригарная ткань, эластичная, но термостойкая. Кроме того, это химически и электропроводящий материал. К сожалению, его довольно сложно обрабатывать и он стоит дорого. Он может подвергаться деградации под воздействием высокоэнергетического излучения или ударов.

• Где он используется :

ПТФЭ используется для покрытия кухонной посуды, прокладок, уплотнений, а также для электроизоляции. Он также широко распространен в промышленных процессах, где требуется низкое трение.

Краткий просмотр диаграммы обрабатываемости пластмасс

Тип пластика с ЧПУ
Обрабатываемость
Основные характеристики
АБС
Отлично
Легко обрабатывать, недорого, хорошо Ударопрочность и может быть легко подвергнут термоформованию.
ПК (поликарбонат)
От удовлетворительного до хорошего
Прочный и ударопрочный, но при определенных условиях может растрескаться.
Акрил (ПММА)
Отлично
Легко обрабатывается, дает гладкую поверхность, но хрупкий и может треснуть под нагрузкой.
ПОМ (ацеталь)
Отлично
Низкое трение, высокая жесткость, <ем> отличный размер <ем> стабильность , идеально подходит для шестерен и подшипников.
Нейлон (Пенсильвания)
От удовлетворительного до хорошего
Отличная износостойкость, но может впитывать влагу, что может повлиять на качество обработки.
ПЭ (ПЭВП и ПВД)
Отлично
Мягкий и простой в обработке, с низким коэффициентом трения, но может деформироваться, если его не поддерживать должным образом.
ПЭЭК
Справедливо
Высокопроизводительный термостойкий пластик, но сложный в обработке из-за высокой твердости.
ПП (полипропилен)
Отлично
Легко обрабатывать, низкая стоимость, но может быть сложно склеить или покрасить.
ПБТ
Справедливо
Хорошего тепла и химическая стойкость , но может быть хрупким и жестким в обработке.
ПЭИ (полиэфиримид)
От среднего до плохого
Высокопроизводительный материал, трудно поддающийся механической обработке из-за высокой жесткости.
ПЭТ
Хорошо
Хорошая стабильность размеров, легко обрабатывается, но может деформироваться под нагрузкой.
ПС (полистирол)
Отлично
Легко обрабатывается, позволяет добиться гладкой поверхности, но хрупкий и склонен к растрескиванию.
ПВХ
Справедливо
Может быть сложно обрабатываться, особенно при использовании более мягких составов, и может выделять токсичные пары.
ПТФЭ (тефлон)
Отлично
Очень легко обрабатывается, имеет низкое трение и превосходную химическую стойкость, но склеивать его сложно.

Как выбрать подходящий пластик для вашего проекта обработки с ЧПУ

При выборе подходящего инженерного пластика для вашего проекта вам следует учитывать следующие факторы:

Механические свойства

Важно знать механические свойства пластика, который будет использоваться в проекте обработки с ЧПУ. Например, такие полимеры, как PEEK и нейлон, обладают высокой прочностью, а также хорошей износостойкостью и могут использоваться для несущих элементов. 

С другой стороны, акрил — это полимер, который, например, создан для обеспечения гибкости и прозрачности, а не сопротивления большим пальцам. Поэтому выбирайте материал, который соответствует механическим требованиям применения.

Коррозионная стойкость

Если ваш проект предполагает воздействие химикатов, влаги или экстремальных условий, рекомендуется использовать высококоррозионностойкие пластмассы с ЧПУ. С химикатами лучше всего справляться при помощи ПТФЭ (тефлона) и ПВХ-пластика, тогда как ПЭВП лучше всего подходит для помещений с высокой влажностью. Правильный выбор гарантирует надежность и функциональность на протяжении многих лет.

Тепловое расширение

Разберем поведение рассматриваемого пластика при воздействии изменения температуры. Например, материал PEEK обладает низким тепловым расширением, что делает его пригодным для применения при высоких температурах. 

Однако, с другой стороны, некоторые материалы CNC, например, ПП, могут расширяться больше, чем хотелось бы, из-за изменений температуры. 

Стоимость и доступность

Часто стоимость и доступность материала являются важными аспектами, влияющими на решение. Обычные пластики, такие как АБС и ПП, дешевле и легко доступны. В то время как специализированные материалы, такие как PEI или PEEK, дороже, но имеют определенные преимущества. Важен хороший компромисс между производительностью и бюджетом.

Требования к отделке поверхности

При визуальном рассмотрении важно учитывать, имеют ли эстетика и качество поверхности первостепенное значение.

Благодаря простоте использования материалы с высокой прочностью на разрыв, такие как ПОМ, подходят для применений с простыми требованиями. Конечный результат должен быть гармоничен таким образом, чтобы он соответствовал функциональности и эстетике.

Советы по работе с пластиковым станком с ЧПУ

Острые инструменты, высокая подача, низкая частота вращения

Режущие инструменты должны быть острыми, поскольку они эффективно предотвращают разрыв пластика, обрабатываемого на станке с ЧПУ. Необходимо использовать баланс высокой подачи и низкой частоты вращения, чтобы предотвратить нагрев и плавление материала. 

Осторожно зажмите

Большинство пластмасс с ЧПУ имеют тенденцию деформироваться под давлением. Поэтому используйте воздушные или мягкие подушечки, чтобы распределить давление и не зажимать машину слишком сильно. Кроме того, в то же время избегайте использования вакуумного стола, который может привести к разрушению во время работы машины.

Избегайте использования охлаждающих жидкостей

Большинство разрезаемых пластмасс не требуют добавления охлаждающей жидкости. Однако его можно использовать для предотвращения растрескивания материала. Вместо этого для предотвращения перегрева материала необходимы правильное прогнозирование и контроль скорости инструмента.

Негабаритные разрезы мягких пластиков с ЧПУ

Для мягких пластиков, таких как ПЭВД, при необходимости допускайте обрезки слишком большого размера. Это означает выполнение надрезов по краям и корректировку во избежание коробления, особенно во время завершения операций.

Действовать большими и глубокими сокращениями

При работе с пластиками, такими как ПОМ или нейлон, рекомендуется делать глубокие надрезы. Знаете, такие разрезы гарантируют, что материал не коробится, сохраняя при этом свои первоначальные свойства. Выбирайте глубину резания, учитывая размер инструмента, его покрытие, скорость и подачу. 

Достаточный зазор для стружки

Гарантируйте очистку с помощью струи воздуха или использования вакуумных систем струей или в упор. Кроме того, устанавливайте инструмент над обрабатываемым материалом так, чтобы скопление стружки не влияло на выполняемую резку.

Более того, также важно сопоставлять сложность конструкции с возможностями станка:не все станки могут обрабатывать сложные детали пластиковых заготовок с ЧПУ. Например, только 3-, 4- и 5-осевые станки с ЧПУ могут создавать сложные изогнутые поверхности и выступы. 

Методы обработки с ЧПУ для Пластиковые детали

Станки с ЧПУ изготавливают пластиковые детали посредством механической обработки. Эти методы удаляют материал, чтобы придать им определенную форму, соответствующую требованиям дизайна. В зависимости от сложности и типа используемого материала для получения желаемого результата можно применить ряд методов обработки.

Токарная обработка с ЧПУ

В этом методе режущий инструмент надевается на цилиндрическую пластиковую заготовку и вращается, чтобы получить пластиковую деталь. В большинстве случаев режущие инструменты имеют отрицательный задний передний угол, чтобы избежать контакта и трения инструмента. Более того, они изменяют углы рельефа в зависимости от материала. 

Изготавливаемый инструмент требует гладкой поверхности, чего можно добиться путем его полировки. Для этого требуется более низкая скорость подачи:0,015 IPR для черновой обработки и 0,005 IPR для чистовой обработки. Улучшенные изменения угла имеют тенденцию повышать экстраспинальную точность и плавность хода.

Фрезерная обработка с ЧПУ

Сложная деталь изготавливается путем разрезания заготовки вращающимися фрезами и удаления с нее материала путем фрезерования пластмассы. Режущие инструменты, используемые для армирования пластика, можно закруглить на внутренних углах для улучшения результатов.

Высокая скорость шпинделя и правильный зажим повышают эффективность. Кроме того, имеется достаточная система охлаждения, предотвращающая деформацию шпинделей и станка.

Сверление с ЧПУ

Этот специализированный процесс обработки пластмасс с ЧПУ предполагает создание отверстий в термопластах с помощью определенных сверл, расположенных под углами от 90 до 150 градусов. В этой процедуре также используются системы охлаждения для рассеивания тепла, образующегося в результате бурения. Это также необходимо для улучшения удаления стружки. Глубина сверления должна быть не более 3-4 диаметров сверла и уменьшите скорость подачи возле выхода, чтобы избежать повреждений.

Маршрутизация с ЧПУ

Пластмассовые материалы, которым необходимо придать определенную форму, плоские или изогнутые, также подвергаются контролируемой резке с помощью фрезерных станков с ЧПУ. Все эти процессы и оптимальные скорости обеспечивают плавные и точные результаты по всем направлениям.

Промышленное применение пластиковых деталей с ЧПУ

С появлением станков с ЧПУ обработка пластмассовых деталей на станках с ЧПУ в различных отраслях стала гарантированной точностью и надежностью.

• Медицинская промышленность: Потребность в производстве хирургических инструментов, тяжелых протезов, медицинских инструментов и т. д. устраняется с использованием механической обработки пластмасс. Эти методы также гарантируют соответствие строгим требованиям безопасности и возможность изготовления гравированных деталей.

• Автомобильные компоненты: Вы можете обрабатывать пластиковые детали, такие как приборные панели и вентиляционные отверстия, с помощью компьютерного числового управления. В результате снижается вес кузова автомобиля и улучшаются характеристики обрабатываемых деталей. 

• Аэрокосмические детали: Прототипы, интерьеры и компоненты конструкции являются термостойкими и нетяжелыми, поэтому в качестве материала для аэронавтики используется пластик. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку детали пластика, обработанные на станках с ЧПУ этими методами, подвергаются огромным нагрузкам и требуют предельной точности.
• Электронная промышленность: В электронике используются механически обработанные пластиковые компоненты, такие как разъемы, корпуса и клавиатуры. Литые соединители вместе с пластиком повышают изоляцию и прочность хрупких систем.

Начните работу с услугами RapidDirect по обработке пластика с ЧПУ сегодня

Обработка пластмасс с ЧПУ — это надежный способ изготовления точных пластиковых деталей с ЧПУ с моральными допусками и хорошими характеристиками качества. Он расширяется благодаря своей точности, быстроте и адаптируемости при исполнении служебных обязанностей. 

Чтобы выбрать подходящую технику и правильный материал, вам очень поможет сотрудничество с таким поставщиком услуг, как RapidDirect. Мы предлагаем индивидуальную обработку пластмасс с ЧПУ в соответствии с требованиями прототипов и производства.

Используемые нами пластмассовые материалы, поддающиеся механической обработке, не являются произвольными, а были проверены на соответствие поставленным целям. Кроме того, инженерный отдел дает рекомендации по выбору лучших материалов и конструкции. Загрузив свой проект, вы получите мгновенное ценовое предложение, бесплатный анализ проектирования для производства (DfM) и конкурентоспособные цены.

Для получения более подробной информации загрузите нашу электронную книгу «Пластмассовые материалы», чтобы узнать больше о пластиковом материале и о том, как использовать его преимущества, когда речь идет о точных пластиковых деталях, обработанных на станке с ЧПУ для вашего проекта!

Часто задаваемые вопросы

1. Какой пластик вы порекомендуете мне фрезеровать?

Какой бы проект вы ни реализовали, в среднем для общего использования лучше подходит ABS или POM. Но если вам нужна высокая производительность, обратите внимание на PEEK или нейлон, которые обеспечивают высокую прочность и долговечность.

2. Сколько времени занимает резка пластика на станке с ЧПУ?

Это зависит от материала, сложности необходимой детали и выбранных вами настроек станка. Как правило, резка мягких предметов занимает минуту; Детали более высокой сложности могут занять несколько часов.

Выбор идеального материала для обработки на станке с ЧПУ для достижения максимальной производительности Высокопроизводительные автомобильные пластики:виды, свойства и преимущества