Een veel voorkomende weergave van CNC-bewerking is meestal het werken met een metalen werkstuk. CNC-bewerking is echter niet alleen breed toepasbaar op kunststoffen, maar CNC-bewerking van kunststof is ook een van de meest voorkomende bewerkingsprocessen in verschillende industrieën.
De acceptatie van kunststofbewerking als productieproces is te danken aan het brede scala aan beschikbare kunststof CNC-materialen. Bovendien wordt het proces, met de introductie van numerieke computerbesturing, nauwkeuriger, sneller en geschikt voor het maken van onderdelen met nauwe toleranties. Hoeveel weet u over kunststof CNC-bewerking? In dit artikel worden de materialen besproken die compatibel zijn met het proces, de beschikbare technieken en andere zaken die uw project kunnen helpen.
Kunststoffen voor CNC-bewerking
Veel bewerkbare kunststoffen zijn geschikt voor het vervaardigen van onderdelen en producten die in verschillende industrieën worden vervaardigd. Het gebruik ervan hangt af van hun eigenschappen, waarbij sommige bewerkbare kunststoffen, zoals nylon, uitstekende mechanische eigenschappen hebben waardoor ze metalen kunnen vervangen. Hieronder vindt u de meest voorkomende kunststoffen voor kunststofbewerking op maat:
ABS:
Acrylonitril-butadieen-styreen, of ABS, is een lichtgewicht CNC-materiaal dat bekend staat om zijn slagvastheid, sterkte en hoge bewerkbaarheid. Hoewel het over goede mechanische eigenschappen beschikt, komt de lage chemische stabiliteit duidelijk tot uiting in de gevoeligheid voor vetten, alcoholen en andere chemische oplosmiddelen. Ook is de thermische stabiliteit van puur ABS (dat wil zeggen ABS zonder additieven) laag, omdat het plastic polymeer zelfs na het verwijderen van de vlam zal verbranden.
Pluspunten
Het is lichtgewicht zonder zijn mechanische sterkte te verliezen.
Het plastic polymeer is zeer bewerkbaar, waardoor het een zeer populair materiaal voor rapid prototyping is.
ABS heeft een laag smeltpunt (dit is belangrijk voor andere rapid prototyping-processen zoals 3D-printen en spuitgieten).
Het heeft een hoge treksterkte.
ABS heeft een hoge duurzaamheid, wat een langere levensduur betekent.
Het is betaalbaar.
Nadelen
Bij blootstelling aan hitte komen hete plastic dampen vrij.
U heeft goede ventilatie nodig om de ophoping van dergelijke gassen te voorkomen.
Het heeft een laag smeltpunt, wat vervorming kan veroorzaken door de warmte die door de CNC-machine wordt gegenereerd.
Toepassingen
ABS is een zeer populaire technische thermoplast die door veel rapid prototyping-diensten wordt gebruikt bij het maken van producten vanwege de uitstekende eigenschappen en betaalbaarheid. Het is toepasbaar in de elektrische en auto-industrie bij het maken van onderdelen zoals toetsenbordkappen, elektronische behuizingen en autodashboardcomponenten.
Nylon
Nylon of polyamide is een kunststofpolymeer met lage wrijving en een hoge impact-, chemische- en slijtvastheid. De uitstekende mechanische eigenschappen, zoals sterkte (76 mPa), duurzaamheid en hardheid (116R), maken het zeer geschikt voor CNC-bewerkingen en verbeteren de toepassing ervan in de auto- en medische onderdelenindustrie verder.
Pluspunten
Uitstekende mechanische eigenschappen.
Het heeft een hoge treksterkte.
Kosteneffectief.
Het is een lichtgewicht polymeer.
Het is hitte- en chemicaliënbestendig.
Nadelen
Het heeft een lage maatvastheid.
Nylon kan gemakkelijk vocht opnemen.
Het is gevoelig voor sterke minerale zuren.
Toepassingen
Nylon is een hoogwaardig technisch thermoplastisch materiaal dat toepasbaar is voor het prototypen en vervaardigen van echte onderdelen in de medische en auto-industrie. Component vervaardigd uit het CNC-materiaal omvat lagers, ringen en buizen.
Acryl
Acryl of PMMA (Poly Methyl Methacrylaat) is populair bij de CNC-bewerking van kunststof vanwege de optische eigenschappen. Het plastic polymeer is doorschijnend en krasbestendig, vandaar de toepassing ervan in industrieën die dergelijke eigenschappen vereisen. Daarnaast heeft het zeer goede mechanische eigenschappen, wat blijkt uit de taaiheid en slagvastheid. Dankzij de lage prijs is acryl-CNC-bewerking een alternatief geworden voor plastic polymeren zoals polycarbonaat en glas.
Pluspunten
Het is lichtgewicht.
Acrylaat is zeer chemisch en UV-bestendig.
Het heeft een hoge bewerkbaarheid.
Acrylaat heeft een hoge chemische resistentie.
Nadelen
Het is niet zo bestand tegen hitte, schokken en slijtage.
Het kan barsten onder zware belasting.
Het is niet bestand tegen gechloreerde/aromatische organische stoffen.
Toepassingen
Acrylaat is toepasbaar ter vervanging van materialen als polycarbonaat en glas. Hierdoor is het toepasbaar in de auto-industrie voor het maken van lichtbuizen en auto-knipperlichtkappen en in andere industrieën voor het maken van zonnepanelen, kasoverkappingen etc.
POM
POM of Delrin (commerciële naam) is een zeer bewerkbaar CNC-kunststofmateriaal dat door veel CNC-bewerkingsdiensten wordt gekozen vanwege zijn hoge sterkte en weerstand tegen hitte, chemicaliën en slijtage. Er zijn verschillende soorten Delrin, maar de meeste industrieën vertrouwen op de Delrin 150 en 570 omdat ze maatvast zijn.
Pluspunten
Ze zijn de meest bewerkbare van alle CNC-kunststofmaterialen.
Ze hebben een uitstekende chemische bestendigheid.
Ze hebben een hoge maatvastheid.
Het heeft een hoge treksterkte en duurzaamheid, waardoor een langere levensduur wordt gegarandeerd.
Nadelen
Het heeft een slechte weerstand tegen zuren.
Toepassingen
POM vindt zijn toepassing in verschillende industrieën. In de automobielsector wordt het bijvoorbeeld gebruikt om onderdelen van veiligheidsgordels te vervaardigen. De medische apparatuurindustrie gebruikt het om insulinepennen te produceren, terwijl de sector van de consumptiegoederen POM gebruikt om elektronische sigaretten en watermeters te vervaardigen.
HDPE
Polyethyleen met hoge dichtheid is een thermoplastisch materiaal met een hoge weerstand tegen spanning en corrosieve chemicaliën. Het biedt uitstekende mechanische eigenschappen zoals treksterkte (4000PSI) en hardheid (R65) dan zijn tegenhanger, waarbij de LDPE het vervangt in toepassingen met dergelijke vereisten.
Pluspunten
Het is een flexibel bewerkbaar plastic.
Het is zeer goed bestand tegen stress en chemicaliën.
Het heeft uitstekende mechanische eigenschappen.
ABS heeft een hoge duurzaamheid, wat een langere levensduur betekent.
Nadelen
Het heeft een slechte UV-bestendigheid.
Toepassingen
HDPE Het heeft een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder prototyping, het maken van tandwielen, lagers, verpakkingen, elektrische isolatie en medische apparatuur. Het is ideaal voor het maken van prototypen, omdat het snel en eenvoudig kan worden bewerkt, en door de lage kosten is het ideaal voor het maken van meerdere iteraties. Bovendien is het een goed materiaal voor tandwielen vanwege de lage wrijvingscoëfficiënt en hoge slijtvastheid, en voor lagers omdat het zelfsmerend en chemisch bestendig is.
LDPE
LDPE is een taai, flexibel kunststofpolymeer met goede chemische bestendigheid en lage temperaturen. Het is breed toepasbaar in de industrie voor de productie van medische onderdelen voor het maken van protheses en orthesen.
Pluspunten
Het is taai en flexibel.
Het is zeer corrosiebestendig.
Het is eenvoudig af te dichten met behulp van warmtetechnieken zoals lassen.
Nadelen
Het is niet geschikt voor onderdelen die bestand zijn tegen hoge temperaturen.
Het heeft een lage stijfheid en structurele sterkte.
Toepassingen
LDPE wordt vaak gebruikt voor de productie van op maat gemaakte tandwielen en mechanische componenten, elektrische componenten zoals isolatoren en behuizingen voor elektronische apparaten, en onderdelen met een gepolijst of glanzend uiterlijk. Wat meer is. de lage wrijvingscoëfficiënt, hoge isolatieweerstand en duurzaamheid maken het een ideaal materiaal voor hoogwaardige toepassingen.
Polycarbonaat
PC is een sterk maar lichtgewicht kunststofpolymeer met hittevertragende en elektrisch isolerende eigenschappen. Net als acryl kan het glas vervangen vanwege zijn natuurlijke transparantie.
Pluspunten
Het is efficiënter dan de meeste technische thermoplasten.
Het is van nature transparant en kan licht doorlaten.
Het neemt de kleur heel goed op.
Het heeft een hoge treksterkte en duurzaamheid.
PC is bestand tegen verdunde zuren, oliën en vetten.
Nadelen
Het wordt afgebroken na langdurige blootstelling aan water boven de 60°C.
Het is gevoelig voor koolwaterstofslijtage.
Het zal na verloop van tijd geel worden na langdurige blootstelling aan UV-straling.
Toepassingen
Op basis van zijn lichteigenschappen kan polycarbonaat glasmateriaal vervangen. Daarom wordt het gebruikt bij het maken van veiligheidsbrillen en cd's/dvd's. Daarnaast is het geschikt voor het maken van chirurgische instrumenten en stroomonderbrekers.
Kunststof CNC-bewerkingsmethoden
Bij het CNC-bewerkingen van kunststofonderdelen wordt een computergestuurde machine gebruikt om een deel van het plastic polymeer te verwijderen om het gewenste product te vormen. Het subtractieve productieproces kan met behulp van de volgende methoden talloze onderdelen creëren met nauwe toleranties, uniformiteit en nauwkeurigheid.
CNC-draaien
CNC-draaien is een bewerkingstechniek waarbij het werkstuk op een draaibank wordt vastgehouden en door draaien of draaien tegen het snijgereedschap wordt gedraaid. Er zijn ook verschillende soorten CNC-draaien, waaronder:
Recht of cilindrisch CNC draaien is geschikt voor grote sneden.
Taper CNC draaien is geschikt voor het maken van onderdelen met kegelachtige vormen.
Er zijn verschillende richtlijnen waar u gebruik van kunt maken bij het kunststof CNC draaien, waaronder:
Zorg ervoor dat de snijranden een negatieve hellingshoek hebben om wrijving te minimaliseren.
Snijkanten moeten een grote reliëfhoek hebben.
Polijst het werkstukoppervlak voor een betere oppervlakteafwerking en minder materiaalophoping.
Verlaag de voedingssnelheid om de nauwkeurigheid van de uiteindelijke sneden te verbeteren (gebruik een voedingssnelheid van 0,015 IPR voor ruwe sneden en 0,005 IPR voor precieze sneden).
Pas de speling, zijkant en hellingshoeken aan het plastic materiaal aan.
CNC-frezen
Bij CNC-frezen wordt gebruik gemaakt van een frees om materiaal van het werkstuk te verwijderen om het benodigde onderdeel te verkrijgen. Er zijn verschillende CNC-freesmachines onderverdeeld in 3-assige freesmachines en meerassige freesmachines.
Enerzijds kan een 3-assige CNC-freesmachine in drie lineaire assen bewegen (van links naar rechts, heen en weer, op en neer). Als gevolg hiervan is het zeer geschikt voor het maken van onderdelen met eenvoudige ontwerpen. Aan de andere kant kunnen meerassige freesmachines in meer dan drie assen bewegen. Hierdoor is het geschikt voor de CNC-bewerking van kunststof onderdelen met ingewikkelde geometrieën.
Er zijn verschillende richtlijnen waar u gebruik van kunt maken bij het CNC-frezen van kunststof, waaronder:
Bewerk een thermoplast versterkt met koolstof of glas met koolstofgereedschap.
Verhoog de spilsnelheid door gebruik te maken van klemmen.
Verminder de spanningsconcentratie door afgeronde interne hoeken te creëren.
Koeling direct op de router om warmte af te voeren.
Kies rotatiesnelheid.
Ontbraam kunststof onderdelen na het frezen om de oppervlakteafwerking te verbeteren.
CNC-boren
Bij kunststof CNC-boren wordt een gat in een kunststof werkstuk gemaakt met behulp van een boormachine die met een boor is gemonteerd. De grootte en vorm van de boor bepalen de grootte van het gat. Bovendien speelt het ook een rol bij de spaanafvoer. De soorten boormachines die u kunt gebruiken, zijn onder meer bank, rechtopstaand en radiaal.
Er zijn verschillende richtlijnen die u kunt gebruiken bij het CNC-boren van kunststof, waaronder:
Zorg ervoor dat u scherpe CNC-boren gebruikt om te voorkomen dat er spanning op het plastic werkstuk komt.
Gebruik de juiste boor. Een boor van 90 tot 118° met een liphoek van 9 tot 15° is bijvoorbeeld geschikt voor de meeste thermoplastische kunststoffen (gebruik voor acryl een spaanhoek van 0°).
Zorg voor een gemakkelijke spaanafvoer door de juiste boor te kiezen.
Gebruik een koelsysteem om de meer gegenereerd tijdens het bewerkingsproces te verminderen.
Om de CNC-boor zonder schade te verwijderen, moet u ervoor zorgen dat de boordiepte minder dan drie of vier keer bedraagt. de boordiameter. Verlaag ook de voedingssnelheid als de boor het materiaal bijna heeft verlaten.
Alternatieven voor kunststofbewerking
Naast de CNC-bewerking van kunststofonderdelen kunnen andere rapid prototyping-processen als alternatief dienen. Veel voorkomende zijn onder meer:
Spuitgieten
Dit is een populair massaproductieproces voor het werken met kunststof werkstukken. Bij spuitgieten wordt een mal gemaakt van aluminium of staal, afhankelijk van factoren zoals een lange levensduur. Daarna wordt gesmolten plastic in de vormholte geïnjecteerd, afgekoeld en vormt het de gewenste vorm.
Kunststof spuitgieten is geschikt voor zowel prototyping als productie van echte onderdelen. Daarnaast is het een kosteneffectieve methode die geschikt is voor onderdelen met complexe en eenvoudige ontwerpen. Bovendien vergen spuitgietonderdelen nauwelijks extra werkzaamheden of oppervlaktebehandeling.
3D-printen
3D-printen is de meest gebruikte prototypingmethode die wordt gebruikt in kleinschalige bedrijven. Het additieve productieproces is een hulpmiddel voor snelle prototyping dat technologieën omvat zoals Stereolithography (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM) en Selective Laser Sintering (SLS) die worden gebruikt voor het werken aan thermoplastische materialen zoals nylon, PLA, ABS en ULTEM.
Elke technologie omvat het maken van digitale 3D-modellen en het laag voor laag opbouwen van de gewenste onderdelen. Dit is vergelijkbaar met het CNC-bewerkingen van plastic, hoewel er in tegenstelling tot de laatste minder materiaalverspilling optreedt. Bovendien elimineert het de noodzaak van gereedschap en is het geschikter voor het maken van onderdelen met complexe ontwerpen.
Vacuüm gieten
Bij vacuümgieten of polyurethaan/urethaangieten worden siliconenmallen en harsen gebruikt om een kopie van een masterpatroon te maken. Het rapid prototyping-proces is geschikt voor het maken van kunststof van hoge kwaliteit. Bovendien zijn de kopieën toepasbaar bij het visualiseren van ideeën of het oplossen van ontwerpfouten.
Industriële toepassingen van kunststof CNC-bewerking
Kunststof CNC-bewerking is breed toepasbaar vanwege voordelen zoals nauwkeurigheid, precisie en nauwe tolerantie. Veel voorkomende industriële toepassingen van het proces zijn onder meer:
Medische industrie
CNC-bewerking van kunststof is momenteel toepasbaar bij de productie van medisch bewerkte onderdelen zoals prothetische ledematen en kunstmatige harten. Dankzij de hoge mate van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid kan het voldoen aan de strenge veiligheidsnormen die door de industrie worden vereist. Bovendien zijn er talloze materiaalmogelijkheden en levert het complexe vormen op.
Auto-onderdelen
Zowel auto-ontwerpers als ingenieurs gebruiken Plastic CNC-bewerkingen om realtime auto-onderdelen en prototypes te maken. Kunststof is breed toepasbaar in de industrie bij het maken van op maat gemaakte cnc-kunststof onderdelen zoals dashboards vanwege het lichte gewicht, waardoor het brandstofverbruik wordt verminderd. Bovendien is kunststof bestand tegen corrosie en slijtage, iets waar de meeste auto-onderdelen last van hebben. Afgezien daarvan is plastic gemakkelijk in complexe vormen te gieten.
Lucht- en ruimtevaartonderdelen
De productie van lucht- en ruimtevaartonderdelen vereist een productiemethode met hoge precisie en nauwe toleranties. Als gevolg hiervan kiest de industrie voor CNC-bewerking bij het ontwerpen, testen en bouwen van verschillende machinaal bewerkte onderdelen in de lucht- en ruimtevaart. Kunststofmaterialen zijn toepasbaar vanwege hun geschiktheid voor complexe vormen, sterkte, lichtgewicht en hoge chemicaliën, en hittebestendigheid.
Elektronische industrie
De elektronische industrie geeft ook de voorkeur aan CNC-kunststofbewerking vanwege de hoge precisie en herhaalbaarheid. Momenteel wordt het proces gebruikt voor het maken van CNC-gefreesde plastic elektronische onderdelen, zoals draadbehuizingen, toetsenborden van apparaten en LCD-schermen.
Wanneer kiest u voor kunststof CNC-bewerking?
Kiezen uit de vele hierboven besproken kunststofproductieprocessen kan een uitdaging zijn. Daarom volgen hieronder enkele overwegingen die u kunnen helpen beslissen of kunststof CNC-bewerking het betere proces is voor uw project:
Als kunststof prototypeontwerp met nauwe tolerantie
CNC-kunststofbewerking is de betere methode voor het maken van onderdelen met ontwerpen die nauwe toleranties vereisen. Een conventionele CNC-freesmachine kan een nauwe tolerantie van ongeveer 4 μm bereiken.
Als kunststof prototype een hoogwaardige oppervlakteafwerking vereist
De CNC-machine biedt een hoogwaardige oppervlakteafwerking, waardoor deze geschikt is als uw project geen extra oppervlakteafwerkingsproces nodig heeft. Dit in tegenstelling tot 3D-printen, waarbij tijdens het printen laagsporen achterblijven.
Als een plastic prototype speciale materialen vereist
Kunststof CNC-bewerking kan worden gebruikt om onderdelen te produceren uit een breed scala aan kunststofmaterialen, waaronder materialen met speciale eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, hoge sterkte of hoge chemische bestendigheid. Dit maakt het een ideale keuze voor het maken van prototypes met gespecialiseerde vereisten.
Als uw producten zich in de testfase bevinden
CNC-bewerkingen zijn gebaseerd op 3D-modellen, die gemakkelijk kunnen worden gewijzigd. Omdat de testfase voortdurend moet worden aangepast, kunnen ontwerpers en fabrikanten met CNC-bewerking functionele plastic prototypes maken om ontwerpfouten te testen en op te lossen.
· Als u een economische optie nodig heeft
Net als andere productiemethoden is kunststof CNC-bewerking geschikt om onderdelen kosteneffectief te maken. Kunststoffen zijn goedkoper dan metalen en andere materialen, zoals composieten. Bovendien is numerieke computerbesturing nauwkeuriger en is het proces geschikt voor complex ontwerp.
Conclusie
CNC-kunststofbewerking is industrieel een algemeen geaccepteerd proces vanwege de nauwkeurigheid, snelheid en geschiktheid voor het maken van onderdelen met nauwe toleranties. Dit artikel gaat over de verschillende CNC-bewerkingsmaterialen die compatibel zijn met het proces, de beschikbare technieken en andere dingen die uw project kunnen helpen.
Het kiezen van de juiste bewerkingstechniek kan een hele uitdaging zijn, waardoor u de bewerking moet uitbesteden aan een kunststof CNC-dienstverlener. Bij GuanSheng bieden we op maat gemaakte kunststof CNC-bewerkingsdiensten aan en kunnen we u helpen bij het maken van verschillende onderdelen voor prototyping of realtime gebruik op basis van uw vereisten.
We hebben verschillende kunststoffen die geschikt zijn voor CNC-bewerking met een streng en gestroomlijnd selectieproces. Bovendien kan ons engineeringteam professioneel materiaalkeuzeadvies en ontwerpsuggesties geven. Upload vandaag nog uw ontwerp en ontvang direct offertes en gratis DfM-analyse tegen een concurrerende prijs.
Posttijd: 13 november 2023