یک تصویر متداول از ماشینکاری CNC، اغلب شامل کار با یک قطعه کار فلزی است. با این حال، نه تنها ماشینکاری CNC به طور گسترده برای پلاستیک قابل استفاده است، بلکه ماشینکاری CNC پلاستیک نیز یکی از فرآیندهای ماشینکاری رایج در چندین صنعت است.
پذیرش ماشینکاری پلاستیک به عنوان یک فرآیند تولید به دلیل طیف گسترده ای از مواد CNC پلاستیکی موجود است. علاوه بر این، با معرفی کنترل عددی کامپیوتری، این فرآیند دقیق‌تر، سریع‌تر و مناسب‌تر برای ساخت قطعات با تلرانس تنگ می‌شود. در مورد ماشینکاری CNC پلاستیک چقدر می دانید؟ این مقاله در مورد مواد سازگار با فرآیند، تکنیک های موجود و سایر مواردی که می تواند به پروژه شما کمک کند، بحث می کند.
پلاستیک برای ماشینکاری CNC
بسیاری از پلاستیک های قابل ماشین کاری برای ساخت قطعات و محصولاتی که چندین صنعت تولید می کنند مناسب هستند. استفاده از آنها به خواص آنها بستگی دارد، برخی از پلاستیک های قابل ماشین کاری، مانند نایلون، دارای خواص مکانیکی عالی هستند که به آنها امکان می دهد فلزات را جایگزین کنند. در زیر رایج ترین پلاستیک ها برای ماشینکاری پلاستیک سفارشی آورده شده است:
ABS:
اکریلونیتریل بوتادین استایرن یا ABS، یک ماده سبک وزن CNC است که به دلیل مقاومت در برابر ضربه، استحکام و قابلیت ماشینکاری بالا شناخته شده است. اگرچه خواص مکانیکی خوبی دارد، اما پایداری شیمیایی پایین آن در حساسیت آن به گریس ها، الکل ها و سایر حلال های شیمیایی مشهود است. همچنین، پایداری حرارتی ABS خالص (یعنی ABS بدون مواد افزودنی) کم است، زیرا پلیمر پلاستیک حتی پس از برداشتن شعله نیز می سوزد.
جوانب مثبت
سبک وزن بدون از دست دادن استحکام مکانیکی خود است.
پلیمر پلاستیکی بسیار قابل ماشینکاری است و آن را به یک ماده اولیه نمونه سازی سریع بسیار محبوب تبدیل می کند.
ABS نقطه ذوب پایین مناسبی دارد (این برای سایر فرآیندهای نمونه سازی سریع مانند چاپ سه بعدی و قالب گیری تزریقی مهم است).
استحکام کششی بالایی دارد.
ABS دوام بالایی دارد که به معنای طول عمر بیشتر است.
مقرون به صرفه است.
منفی
وقتی در معرض گرما قرار می گیرد، دود داغ پلاستیکی را آزاد می کند.
برای جلوگیری از تجمع چنین گازهایی به تهویه مناسب نیاز دارید.
نقطه ذوب پایینی دارد که می تواند باعث تغییر شکل ناشی از گرمای تولید شده توسط دستگاه CNC شود.
برنامه های کاربردی
ABS یک ترموپلاستیک مهندسی بسیار محبوب است که به دلیل خواص عالی و مقرون به صرفه بودن، توسط بسیاری از خدمات نمونه سازی سریع در ساخت محصولات استفاده می شود. در صنایع الکتریکی و خودروسازی در ساخت قطعاتی مانند درپوش صفحه کلید، محفظه های الکترونیکی و قطعات داشبورد خودرو کاربرد دارد.
نایلون
نایلون یا پلی آمید یک پلیمر پلاستیکی کم اصطکاک با مقاومت بالا در برابر ضربه، مواد شیمیایی و سایش است. خواص مکانیکی عالی آن، مانند استحکام (76 میلی پاسکال)، دوام و سختی (116R)، آن را برای ماشینکاری CNC بسیار مناسب کرده و کاربرد آن را در صنایع خودروسازی و تولید قطعات پزشکی بهبود می بخشد.
جوانب مثبت
خواص مکانیکی عالی
استحکام کششی بالایی دارد.
مقرون به صرفه.
این یک پلیمر سبک وزن است.
در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم است.
منفی
پایداری ابعادی پایینی دارد.
نایلون می تواند به راحتی رطوبت را جذب کند.
نسبت به اسیدهای معدنی قوی حساس است.
برنامه های کاربردی
نایلون یک ترموپلاستیک مهندسی با کارایی بالا است که برای نمونه سازی و ساخت قطعات واقعی در صنایع پزشکی و خودروسازی کاربرد دارد. اجزای ساخته شده از مواد CNC شامل بلبرینگ، واشر و لوله می باشد.
اکریلیک
اکریلیک یا PMMA (پلی متیل متاکریلات) در ماشینکاری CNC پلاستیک به دلیل خواص نوری آن محبوب است. پلیمر پلاستیک در برابر شفافیت و خراش مقاوم است، از این رو کاربردهای آن در صنایعی که به چنین خواصی نیاز دارند، می باشد. جدای از آن، خواص مکانیکی بسیار خوبی دارد که در چقرمگی و مقاومت ضربه ای آن مشهود است. ماشینکاری CNC اکریلیک با ارزان بودن خود به جایگزینی برای پلیمرهای پلاستیکی مانند پلی کربنات و شیشه تبدیل شده است.
جوانب مثبت
سبک وزن است.
اکریلیک در برابر مواد شیمیایی و UV بسیار مقاوم است.
قابلیت ماشینکاری بالایی دارد.
اکریلیک مقاومت شیمیایی بالایی دارد.
منفی
در برابر حرارت، ضربه و سایش آنقدر مقاوم نیست.
می تواند تحت بار سنگین ترک بخورد.
در برابر مواد آلی کلردار/ معطر مقاوم نیست.
برنامه های کاربردی
اکریلیک در جایگزینی موادی مانند پلی کربنات و شیشه کاربرد دارد. در نتیجه در صنعت خودروسازی برای ساخت لوله های نور و روکش چراغ های نشانگر خودرو و در سایر صنایع برای ساخت پنل های خورشیدی، سایبان های گلخانه ای و ... کاربرد دارد.
POM
POM یا Delrin (نام تجاری) یک ماده پلاستیکی CNC بسیار قابل ماشینکاری است که توسط بسیاری از خدمات ماشینکاری CNC به دلیل استحکام و مقاومت بالا در برابر گرما، مواد شیمیایی و سایش/پارگی انتخاب شده است. انواع مختلفی از دلرین وجود دارد، اما اکثر صنایع به دلرین 150 و 570 متکی هستند زیرا از نظر ابعادی پایدار هستند.
جوانب مثبت
آنها ماشینکاری ترین مواد پلاستیکی CNC هستند.
مقاومت شیمیایی عالی دارند.
پایداری ابعادی بالایی دارند.
استحکام کششی و دوام بالایی دارد و طول عمر بیشتری را تضمین می کند.
منفی
در برابر اسیدها مقاومت ضعیفی دارد.
برنامه های کاربردی
POM کاربرد خود را در صنایع مختلف پیدا می کند. به عنوان مثال، در بخش خودرو از آن برای تولید قطعات کمربند ایمنی استفاده می شود. صنعت تجهیزات پزشکی از آن برای تولید قلم های انسولین استفاده می کند، در حالی که بخش کالاهای مصرفی از POM برای ساخت سیگارهای الکترونیکی و کنتورهای آب استفاده می کند.
HDPE
پلاستیک پلی اتیلن با چگالی بالا یک ترموپلاستیک با مقاومت بالا در برابر استرس و مواد شیمیایی خورنده است. خواص مکانیکی عالی مانند استحکام کششی (4000PSI) و سختی (R65) را نسبت به همتای خود ارائه می دهد، LDPE جایگزین آن در کاربردهایی با چنین الزاماتی است.
جوانب مثبت
این یک پلاستیک قابل ماشینکاری انعطاف پذیر است.
در برابر استرس و مواد شیمیایی بسیار مقاوم است.
خواص مکانیکی عالی دارد.
ABS دوام بالایی دارد که به معنای طول عمر بیشتر است.
منفی
مقاومت ضعیفی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد.
برنامه های کاربردی
HDPE کاربردهای مختلفی از جمله نمونه سازی، ایجاد چرخ دنده، بلبرینگ، بسته بندی، عایق الکتریکی و تجهیزات پزشکی دارد. این برای نمونه سازی ایده آل است زیرا می توان آن را به سرعت و به راحتی ماشین کاری کرد و هزینه پایین آن باعث می شود که برای ایجاد چندین تکرار عالی باشد. علاوه بر این، به دلیل ضریب اصطکاک کم و مقاومت در برابر سایش بالا، برای چرخ دنده ها و برای یاتاقان ها، زیرا خود روان کننده و از نظر شیمیایی مقاوم است، ماده خوبی است.
LDPE
LDPE یک پلیمر پلاستیکی سخت و انعطاف پذیر با مقاومت شیمیایی خوب و دمای پایین است. این به طور گسترده ای در صنعت ساخت قطعات پزشکی برای ساخت پروتز و ارتز کاربرد دارد.
جوانب مثبت
سخت و انعطاف پذیر است.
در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
آب بندی آن با استفاده از تکنیک های حرارتی مانند جوشکاری آسان است.
منفی
برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر دمای بالا دارند نامناسب است.
سفتی و استحکام ساختاری کمی دارد.
برنامه های کاربردی
LDPE اغلب برای تولید چرخ دنده ها و قطعات مکانیکی سفارشی، قطعات الکتریکی مانند عایق ها و محفظه های دستگاه های الکترونیکی و قطعاتی با ظاهر صیقلی یا براق استفاده می شود. چه بیشتر. ضریب اصطکاک کم، مقاومت عایق بالا و دوام آن را به یک ماده ایده آل برای کاربردهای با کارایی بالا تبدیل می کند.
پلی کربنات
PC یک پلیمر پلاستیکی سخت اما سبک وزن با خواص ضد حرارت و عایق الکتریکی است. مانند اکریلیک به دلیل شفافیت طبیعی می تواند جایگزین شیشه شود.
جوانب مثبت
از بسیاری از ترموپلاستیک های مهندسی کارآمدتر است.
به طور طبیعی شفاف است و می تواند نور را از خود عبور دهد.
خیلی خوب رنگ میگیره
استحکام کششی و دوام بالایی دارد.
PC در برابر اسیدهای رقیق شده، روغن ها و گریس ها مقاوم است.
منفی
پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آب بیش از 60 درجه سانتیگراد تجزیه می شود.
به سایش هیدروکربنی حساس است.
پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه ماوراء بنفش به مرور زمان زرد می شود.
برنامه های کاربردی
پلی کربنات بر اساس خواص نوری خود می تواند جایگزین مواد شیشه ای شود. از این رو در ساخت عینک ایمنی و سی دی/ دی وی دی استفاده می شود. گذشته از آن، برای ساخت وسایل جراحی و مدارشکن مناسب است.
روش های ماشینکاری CNC پلاستیک
ماشینکاری قطعات پلاستیکی CNC شامل استفاده از یک ماشین کنترل شده توسط کامپیوتر برای حذف بخشی از پلیمر پلاستیکی برای تشکیل محصول مورد نظر است. فرآیند تولید کاهشی می تواند تعداد بی شماری از قطعات را با تحمل، یکنواختی و دقت با استفاده از روش های زیر ایجاد کند.
تراش CNC
تراشکاری CNC یک تکنیک ماشینکاری است که شامل نگه داشتن قطعه کار روی ماشین تراش و چرخاندن آن در مقابل ابزار برش با چرخش یا چرخش است. همچنین انواع مختلفی از تراشکاری CNC وجود دارد، از جمله:
تراش CNC مستقیم یا استوانه ای برای برش های بزرگ مناسب است.
تراشکاری مخروطی CNC برای ایجاد قطعاتی با اشکال مخروطی مناسب است.
چندین دستورالعمل وجود دارد که می توانید از آنها در تراشکاری CNC پلاستیک استفاده کنید، از جمله:
اطمینان حاصل کنید که لبه های برش دارای چنگک پشتی منفی هستند تا مالش به حداقل برسد.
لبه های برش باید زاویه تسکین زیادی داشته باشند.
برای پرداخت بهتر سطح و کاهش تجمع مواد، سطح قطعه کار را صیقل دهید.
برای بهبود دقت برش های نهایی، نرخ خوراک را کاهش دهید (از نرخ خوراک 0.015 IPR برای برش های خشن و 0.005 IPR برای برش های دقیق استفاده کنید).
زوایای فاصله، جانبی و چنگک را با مواد پلاستیکی تنظیم کنید.
فرز CNC
فرز CNC شامل استفاده از فرز برای حذف مواد از قطعه کار برای به دست آوردن قطعه مورد نیاز است. دستگاه های فرز CNC مختلف وجود دارد که به آسیاب های 3 محوره و آسیاب های چند محوره تقسیم می شوند.
از یک طرف، یک دستگاه فرز 3 محوره CNC می تواند در سه محور خطی (چپ به راست، عقب و جلو، بالا و پایین) حرکت کند. در نتیجه برای ایجاد قطعات با طرح های ساده مناسب است. از طرفی آسیاب های چند محوره می توانند در بیش از سه محور حرکت کنند. در نتیجه برای ماشینکاری CNC قطعات پلاستیکی با هندسه پیچیده مناسب است.
چندین دستورالعمل وجود دارد که می توانید از آنها در آسیاب CNC پلاستیک استفاده کنید، از جمله:
یک ترموپلاستیک تقویت شده با کربن یا شیشه با ابزار کربنی را ماشین کنید.
با استفاده از گیره سرعت اسپیندل را افزایش دهید.
با ایجاد گوشه های داخلی گرد، تمرکز استرس را کاهش دهید.
خنک کردن مستقیم روی روتر برای پخش گرما.
سرعت چرخش را انتخاب کنید
قطعات پلاستیکی را پس از فرز برای بهبود پرداخت سطح.
حفاری CNC
حفاری CNC پلاستیک شامل ایجاد سوراخ در یک قطعه کار پلاستیکی با استفاده از مته نصب شده با مته است. اندازه و شکل مته، اندازه سوراخ را تعیین می کند. علاوه بر این، در تخلیه تراشه نیز نقش دارد. انواع مته پرس هایی که می توانید استفاده کنید عبارتند از: نیمکتی، عمودی و شعاعی.
چندین دستورالعمل وجود دارد که می توانید از آنها در حفاری CNC پلاستیک استفاده کنید، از جمله:
مطمئن شوید که از مته های تیز CNC استفاده می کنید تا از وارد کردن فشار به قطعه کار پلاستیکی جلوگیری کنید.
از مته مناسب استفاده کنید. به عنوان مثال، یک مته 90 تا 118 درجه با زاویه لبه 9 تا 15 درجه برای بیشتر ترموپلاستیک ها مناسب است (برای اکریلیک، از یک چنگک 0 درجه استفاده کنید).
با انتخاب مته مناسب از تخلیه آسان تراشه اطمینان حاصل کنید.
از یک سیستم خنک کننده برای کاهش تولید بیشتر در طول فرآیند ماشینکاری استفاده کنید.
برای برداشتن مته CNC بدون آسیب، اطمینان حاصل کنید که عمق سوراخکاری کمتر از سه یا چهار بار است. قطر مته همچنین، زمانی که مته تقریباً از مواد خارج شده است، نرخ تغذیه را کاهش دهید.
جایگزین های ماشینکاری پلاستیک
به غیر از ماشینکاری قطعات پلاستیکی CNC، سایر فرآیندهای نمونه سازی سریع می توانند به عنوان جایگزین عمل کنند. موارد رایج عبارتند از:
قالب گیری تزریقی
این یک فرآیند تولید انبوه محبوب برای کار با قطعات پلاستیکی است. قالب گیری تزریقی شامل ایجاد یک قالب از آلومینیوم یا فولاد بسته به عواملی مانند طول عمر است. پس از آن، پلاستیک مذاب به داخل حفره قالب تزریق می شود، خنک می شود و شکل مورد نظر را می سازد.
قالب گیری تزریق پلاستیک هم برای نمونه سازی و هم برای ساخت قطعات واقعی مناسب است. گذشته از آن، روشی مقرون به صرفه و مناسب برای قطعات با طراحی پیچیده و ساده است. علاوه بر این، قطعات قالب گیری تزریقی به سختی نیاز به کار اضافی یا عملیات سطحی دارند.
پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی رایج ترین روش نمونه سازی است که در مشاغل کوچک استفاده می شود. فرآیند تولید افزودنی یک ابزار نمونه سازی سریع است که شامل فناوری هایی مانند استریولیتوگرافی (SLA)، مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) و تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) است که برای کار بر روی ترموپلاستیک هایی مانند نایلون، PLA، ABS و ULTEM استفاده می شود.
هر فناوری شامل ایجاد مدل های دیجیتال سه بعدی و ساخت لایه به لایه قطعات مورد نظر است. این مانند ماشینکاری CNC پلاستیک است، اگرچه بر خلاف دومی هدر رفت مواد کمتری را به همراه دارد. علاوه بر این، نیاز به ابزارآلات را از بین می برد و برای ساخت قطعات با طرح های پیچیده مناسب تر است.
ریخته گری خلاء
ریخته‌گری خلاء یا ریخته‌گری پلی‌اورتان/اورتان شامل قالب‌ها و رزین‌های سیلیکونی برای ایجاد یک کپی از الگوی اصلی است. فرآیند نمونه سازی سریع برای ایجاد پلاستیک با کیفیت بالا مناسب است. علاوه بر این، کپی ها در تجسم ایده ها یا عیب یابی نقص های طراحی قابل استفاده هستند.
کاربردهای صنعتی ماشینکاری CNC پلاستیک
ماشینکاری CNC پلاستیک به دلیل مزایایی مانند دقت، دقت و تحمل سخت به طور گسترده قابل استفاده است. کاربردهای صنعتی رایج این فرآیند عبارتند از:
صنعت پزشکی
ماشینکاری پلاستیک CNC در حال حاضر در ساخت قطعات ماشینکاری پزشکی مانند اندام مصنوعی و قلب مصنوعی قابل استفاده است. درجه بالای دقت و تکرارپذیری آن به آن اجازه می دهد تا استانداردهای ایمنی سختگیرانه مورد نیاز صنعت را برآورده کند. علاوه بر این، گزینه‌های مواد بی‌شماری وجود دارد و اشکال پیچیده‌ای را ایجاد می‌کند.
قطعات خودرو
هم طراحان و هم مهندسان خودرو از ماشینکاری CNC پلاستیکی برای ساخت قطعات و نمونه های اولیه خودرو در زمان واقعی استفاده می کنند. پلاستیک در ساخت قطعات پلاستیکی cnc سفارشی مانند داشبورد به دلیل وزن سبک که باعث کاهش مصرف سوخت می شود، به طور گسترده در صنعت کاربرد دارد. علاوه بر این، پلاستیک در برابر خوردگی و سایش مقاوم است که اکثر قطعات خودرو آن را تجربه می کنند. جدای از آن، پلاستیک به راحتی به شکل های پیچیده قابل قالب گیری است.
قطعات هوافضا
ساخت قطعات هوافضا نیاز به روش ساختی دارد که دقت بالا و تلرانس های محکمی داشته باشد. در نتیجه، صنعت ماشینکاری CNC را در طراحی، آزمایش و ساخت قطعات مختلف ماشینکاری شده هوافضا انتخاب می کند. مواد پلاستیکی به دلیل مناسب بودن برای اشکال پیچیده، استحکام، سبک وزن و مواد شیمیایی بالا و مقاومت در برابر حرارت قابل استفاده هستند.
صنعت الکترونیک
صنعت الکترونیک نیز به دلیل دقت و تکرارپذیری بالا، ماشینکاری پلاستیک CNC را ترجیح می دهد. در حال حاضر، این فرآیند برای ساخت قطعات الکترونیکی پلاستیکی CNC مانند محفظه های سیم، صفحه کلید دستگاه و صفحه نمایش LCD استفاده می شود.
زمان انتخاب ماشینکاری CNC پلاستیک
انتخاب از میان بسیاری از فرآیندهای تولید پلاستیک که در بالا مورد بحث قرار گرفت می تواند چالش برانگیز باشد. در نتیجه، در زیر چند نکته وجود دارد که می تواند به شما کمک کند تا تصمیم بگیرید که آیا ماشینکاری CNC پلاستیک فرآیند بهتری برای پروژه شما است یا خیر:
طراحی نمونه اولیه پلاستیکی با تحمل محدود
ماشینکاری پلاستیک CNC روش بهتری برای ساخت قطعات با طرح هایی است که نیاز به تلرانس تنگ دارند. یک دستگاه فرز CNC معمولی می تواند تحمل تنگ در حدود 4 میکرومتر را به دست آورد.
اگر نمونه اولیه پلاستیکی نیاز به سطح با کیفیت دارد
دستگاه CNC یک سطح با کیفیت بالا را ارائه می دهد و در صورتی که پروژه شما به فرآیند تکمیل سطح اضافی نیاز نداشته باشد، آن را مناسب می کند. این بر خلاف پرینت سه بعدی است که در حین چاپ آثار لایه ای از خود بر جای می گذارد.
اگر نمونه اولیه پلاستیکی به مواد خاصی نیاز دارد
ماشینکاری CNC پلاستیک را می توان برای تولید قطعات از طیف گسترده ای از مواد پلاستیکی، از جمله مواردی با خواص ویژه مانند مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام بالا یا مقاومت شیمیایی بالا استفاده کرد. این امر آن را به انتخابی ایده آل برای ایجاد نمونه های اولیه با نیازهای تخصصی تبدیل می کند.
اگر محصولات شما در مرحله آزمایش هستند
ماشینکاری CNC متکی به مدل های سه بعدی است که به راحتی قابل تغییر هستند. از آنجایی که مرحله آزمایش نیاز به اصلاح دائمی دارد، ماشینکاری CNC به طراحان و سازندگان اجازه می‌دهد تا نمونه‌های اولیه پلاستیکی کاربردی را برای آزمایش و عیب‌یابی نقص‌های طراحی ایجاد کنند.
· اگر به یک گزینه اقتصادی نیاز دارید
مانند سایر روش های ساخت، ماشینکاری CNC پلاستیک برای ساخت قطعات مقرون به صرفه مناسب است. پلاستیک ها نسبت به فلزات و سایر مواد مانند کامپوزیت ها هزینه کمتری دارند. علاوه بر این، کنترل عددی کامپیوتری دقیق تر است و این فرآیند برای طراحی پیچیده مناسب است.
نتیجه گیری
ماشینکاری پلاستیک CNC به دلیل دقت، سرعت و مناسب بودن برای ساخت قطعات با تلرانس تنگ، فرآیندی است که به طور گسترده در صنعت پذیرفته شده است. این مقاله در مورد مواد مختلف ماشینکاری CNC سازگار با فرآیند، تکنیک های موجود و سایر مواردی که می تواند به پروژه شما کمک کند صحبت می کند.
انتخاب تکنیک ماشینکاری مناسب می تواند بسیار چالش برانگیز باشد و شما را ملزم به برون سپاری به یک ارائه دهنده خدمات CNC پلاستیکی می کند. در GuanSheng ما خدمات ماشینکاری CNC پلاستیکی سفارشی را ارائه می‌دهیم و می‌توانیم به شما در ساخت قطعات مختلف برای نمونه‌سازی اولیه یا استفاده در زمان واقعی بر اساس نیاز شما کمک کنیم.
ما چندین ماده پلاستیکی مناسب برای ماشینکاری CNC با فرآیند انتخاب دقیق و کارآمد داریم. علاوه بر این، تیم مهندسی ما می تواند مشاوره حرفه ای انتخاب مواد و پیشنهاد طراحی را ارائه دهد. امروز طرح خود را آپلود کنید و قیمت های فوری و تجزیه و تحلیل DfM رایگان را با قیمت رقابتی دریافت کنید.
زمان ارسال: نوامبر-13-2023