Entdecken Sie die unglaublichen Vorteile dieser 11 Hochleistungs-CNC-Bearbeitungskunststoffe

Kunststoffe sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Fertigungsindustrie – sie sind weit verbreitet, die meisten sind erschwinglich und sie sind mit gängigen Herstellungsverfahren wie Spritzguss, 3D-Druck und CNC-Bearbeitung kompatibel.

Die CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess, bei dem rotierende Werkzeuge und Bohrer verwendet werden, um systematisch Material von einem massiven Materialblock zu entfernen und so das Teil zu formen. Bei der Herstellung von Kunststoffteilen ist die CNC-Bearbeitung präziser als das Spritzgießen. Darüber hinaus ist die CNC-Bearbeitung mit einer breiteren Palette von Kunststoffen kompatibel als viele andere Fertigungsmethoden, was die Teilefertigung durch maschinelle Bearbeitung zu einer wünschenswerten Wahl für viele Produktteams macht. Hier sind 11 der gebräuchlichsten Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung, die heute erhältlich sind:

11 gängige CNC-Kunststoffe

1. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

ABS ist ein beliebter technischer Thermoplast, der für seine Schlagfestigkeit und Widerstandsfähigkeit, hohe Hitzebeständigkeit und gute Bearbeitbarkeit bekannt ist. Dieser Kunststoff ist ein guter Isolator, ideal für elektrische Anwendungen, und bleibt im Laufe der Zeit mechanisch stabil.

Da ABS so leicht, erschwinglich und weit verbreitet ist, verwenden viele Produktteams es für Rapid Prototyping. Weitere gängige Anwendungen sind Elektronikgehäuse, Tastaturkappen und Armaturenbrettkomponenten in Autos.

Obwohl ABS stark ist, ist es sehr anfällig für Verschleiß durch bestimmte Fette, Lösungsmittel und Alkohole. Außerdem brennen gewöhnliche ABS-Typen, die nicht mit Wärmestabilisatoren modifiziert wurden, leicht und brennen manchmal auch nach Entfernen der Flamme weiter.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:10 – 50 %
• Biegemodul:1,6 – 2,4 GPa
• Zugfestigkeit:29,8 – 43 MPa
• Härte Shore D:100

2. Nylon 66

Nylon, auch als Polyamid (PA) bekannt, ist eine breite Kategorie von reibungsarmen technischen Thermoplasten mit hoher Schlagfestigkeit, hoher Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit und insgesamt hervorragenden mechanischen Eigenschaften.

Nylon 66 eignet sich besonders gut für die CNC-Bearbeitung, da es stark und langlebig genug für eine Vielzahl von Anwendungen in vielen Branchen ist, darunter in der Automobil- und Medizintechnik. Dieser Kunststoff ist von Natur aus leistungsstark, hält viel Verschleiß stand und widersteht Schäden durch Öl und Kraftstoff. Nylon 66 hat jedoch eine geringe Dimensionsstabilität, wenn es Feuchtigkeit aufnimmt, und es nimmt Feuchtigkeit sehr leicht auf. Es hält sich auch nicht gut in Gegenwart starker Mineralsäuren.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:150 – 300 %
• Biegemodul:2965 MPa
• Zugfestigkeit:76 MPa
• Härte:116, Rockwell R

3. Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK ist ein Hochleistungsthermoplast, der für seine ungewöhnliche Kombination mechanischer Eigenschaften bekannt ist. Dieser Kunststoff ist beständig gegen Chemikalien, Verschleiß, Kriechen, Ermüdung, Flüssigkeiten und Temperaturen bis zu 260 °C (480 °F). Es ist außerdem leicht, stark genug, um rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten, und unlöslich in allen gängigen Lösungsmitteln. Außerdem ist PEEK recycelbar und biokompatibel.

Wie Nylon wird PEEK häufig verwendet, um Metall in der CNC-Bearbeitung zu ersetzen. Häufige Anwendungen sind Kolbeneinheiten, kritische Teile von Flugzeugtriebwerken und Dentalspritzen.

Trotz all seiner Stärken ist PEEK nicht UV-beständig und hält in Gegenwart von Halogenen oder Natrium nicht gut stand. Außerdem ist es einer der teureren Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung auf dem Markt – Produktteams sollten es nur für ihre anspruchsvollsten Anwendungen verwenden.

Mechanische Spezifikationen (ungefülltes PEEK):

• Reißdehnung:30 – 150 %
• Biegemodul:3,7 – 4 GPa
• Dichte:1,26 – 1,32 g/cm3
• Zähigkeit (Izod-Kerbschlag bei Raumtemperatur):80 – 94 J/m

4. (Polyacetal Polyoxymethylen) POM

Am häufigsten unter seinem Handelsnamen Delrin bekannt, ist POM einer der am besten bearbeitbaren CNC-Kunststoffe. Produktteams entscheiden sich für POM, wenn sie einen hochfesten, hochsteifen Kunststoff mit ausgezeichneter Hitze-, Verschleiß-, Witterungs-, Chemikalien- und Kraftstoffbeständigkeit benötigen.

Delrin 570 und 150 sind die gebräuchlichsten POM-Sorten, die in der CNC-Bearbeitung verwendet werden, da sie eine hervorragende Dimensionsstabilität aufweisen und ideal für die Herstellung präziser Teile mit engen Toleranzen sind. Dieser Kunststoff hat jedoch eine schlechte Säurebeständigkeit. Außerdem kann es schwierig sein, sich zu verbinden. Übliche Anwendungen für POM sind Sicherheitsgurtkomponenten, elektronische Zigaretten, Insulinstifte und Wasserzähler.

Mechanische Spezifikationen (Delrin 570):

• Zugmodul:4900 MPa
• Biegemodul:4600 MPa
• Schlagzähigkeit gekerbt IZOD:6 kJ/m²
• Reißfestigkeit:53 MPa

5. Polycarbonat (PC)

PC ist in der Fertigungsindustrie bekannt und weit verbreitet. Es ist robust, aber leicht, von Natur aus hitzebeständig und bietet hervorragende elektrische Isoliereigenschaften. PC ist auch effizienter als andere technische Thermoplaste.

Designer sollten wissen, dass PC von Natur aus transparent ist und Licht genauso gut durchlassen kann wie Glas – außerdem nimmt es Farbe sehr gut an. Häufige Anwendungen sind Schutzbrillen, chirurgische Instrumente, Leistungsschalter und CDs/DVDs.

Leider verschlechtern sich die guten mechanischen Eigenschaften von PC nach längerer Einwirkung von Wasser über 60 °C. Auch wenn PC gegen verdünnte Säuren, Öle und Fette beständig ist, ist es anfällig für Kohlenwasserstoffverschleiß und vergilbt im Laufe der Zeit, wenn es länger UV-Strahlen ausgesetzt wird.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:50-120 %
• Biegemodul:2,2–2,5 GPa
• Reißfestigkeit:55-77 MPa
• Härte Shore D:90-95

6. Polytetrafluorethylen (PTFE)

PTFE, allgemein bekannt als Teflon, ist ein vielseitiges Hochleistungspolymer mit einer Reihe mechanischer Eigenschaften, die es für Produktteams wertvoll machen, die kommerzielle Produkte entwickeln. Dieser Kunststoff ist chemikalien-, temperatur-, licht-, UV-, wasser-, witterungs- und ermüdungsbeständig. PTFE ist für seine hervorragenden Antihafteigenschaften bekannt und findet sich am häufigsten in Beschichtungen für Antihaftpfannen, aber es wird auch für Dichtungen, Halbleiterteile und sogar Herzpflaster verwendet.

PTFE hat den niedrigsten Reibungskoeffizienten aller Feststoffe und gehört zu den fünf korrosionsbeständigsten Kunststoffen. Die mechanischen Eigenschaften von PTFE sind jedoch bei Raumtemperatur im Allgemeinen schlechter als andere technische Kunststoffe – was jedoch durch Zugabe geeigneter Füllstoffe behoben werden kann. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Dicke von aus PTFE hergestellten Teilen begrenzt ist, da es normalerweise nur in zwei Zoll dicken Platten oder Stäben erhältlich ist. PTFE ist außerdem kriech- und abriebempfindlich.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:300-550 %
• Zugmodul:550 MPa
• Durchschlagfestigkeit:19,7 kV/mm
• Dynamischer Reibungskoeffizient:0,04

7. Kunststoffe aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE)

HDPE ist ein flexibler, einfach zu verarbeitender Kunststoff, der auch bei niedrigen Temperaturen beständig gegen Spannungsrisse, Chemikalien und Korrosionsstoffe ist. Es bietet die gleiche außergewöhnliche Schlagfestigkeit wie Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) mit einer viermal höheren Zugfestigkeit. Dieses Material hat jedoch eine schlechte UV-Beständigkeit. Häufige Anwendungen sind Stecker, Dichtungen und elektrische Isolatoren.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:500 %
• Zugfestigkeit:4.000 PSI
• Dichte:0,035 lbs / cu. ein.
• Härte:Rockwell R65

8. Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW)

UHMW ist ein zäher, vielseitiger und gut bearbeitbarer Kunststoff mit hoher Abrieb- und Verschleißfestigkeit. Produktteams wenden sich an dieses Material, wenn sie einen langlebigen Kunststoff mit geringer Reibung für ihre industriellen Anwendungen benötigen.

Produktteams müssen bedenken, dass UHMW nicht für Hochlastanwendungen geeignet ist, da es sehr kriechanfällig ist und nicht bei Temperaturen über 80 bis 100 °C verwendet werden sollte. UHMW findet sich häufig in LKW-Ladeflächenauskleidungen, Teilen von Lebensmittelverarbeitungsmaschinen, Verschleißleisten und Fenderpolstern für Schiffsdocks.

Mechanische Spezifikationen:

• Zugfestigkeit:3.100 PSI
• Biegemodul:110.000 PSI
• IZOD-Schlag (gekerbt):18,0

9. Polymethylmethacrylat (PMMA)

PMMA, allgemein bekannt als Acryl oder Acrylglas, ist ein starrer Thermoplast, der weithin für seine Bruchfestigkeit bekannt ist. Es ist robust, leicht und beständig gegen die meisten Laborchemikalien. Es zerfällt jedoch, wenn es mit chlorierten oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ketonen oder Ethern verwendet wird.

Im Vergleich zu Polystyrol lässt PMMA Licht besser durch und ist witterungs- und UV-beständiger. Dieser Kunststoff bietet gestalterisch unbegrenzte Farbmöglichkeiten und einen Brechungsindex von 1,49.

PMMA ist jedoch nicht sehr beständig gegen Hitze, Schlag, Verschleiß oder Abrieb. Außerdem neigt dieses Material dazu, bei starker Belastung zu reißen. Daher sollten Produktteams PMMA nur für Anwendungen mit geringer Belastung wie Gewächshausüberdachungen, Abdeckungen für Autoanzeigeleuchten, Sonnenkollektoren und Drogentestgeräte in Betracht ziehen.

Mechanische Spezifikationen:

• Reißdehnung:2 – 10 %
• Biegemodul:2,5 – 3,5 GPa
• Härte Shore D:90 – 99
• Reißfestigkeit:38 – 70 MPa

10. Polypropylen (PP)

Polypropylen ist ein kostengünstiger Kunststoff für die CNC-Bearbeitung, der eine einzigartige Kombination von Eigenschaften bietet, die in vielen anderen Kunststoffen nicht zu finden sind. Es ist leicht, sehr chemikalienbeständig in korrosiven Umgebungen und beständig gegen die meisten organischen Lösungsmittel, Entfettungsmittel und Elektrolyte.

Im Vergleich zu LDPE und HDPE hat PP eine geringere Schlagfestigkeit, gleicht dies jedoch in der Zugfestigkeit aus. Ähnlich wie PTFE ist PP typischerweise auf 3-Zoll-Platten für die Bearbeitung beschränkt, sodass die Teilegröße begrenzt ist.

Mechanische Spezifikationen:

• Zugfestigkeit bei Streckung:4800 PSI
• Biegefestigkeit:5400 PSI
• Biegemodul:160.000 PSI
• Härte:80 Rockwell R

11. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)

LDPE ist ein zäher, aber flexibler Kunststoff für die CNC-Bearbeitung, der für seine Flexibilität bei niedrigen Temperaturen und seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Es ist einfach zu schweißen und heißzusiegeln und bietet eine gute chemische Beständigkeit.

LDPE wird hauptsächlich für Orthesen und Prothesen verwendet. LDPE sollte jedoch nicht für Anwendungen verwendet werden, bei denen Steifigkeit, hohe strukturelle Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit erforderlich sind. Die Teilegröße ist auch aufgrund von Dickenbeschränkungen bei im Handel erhältlichem LDPE begrenzt.

Mechanische Spezifikationen:

• Zugfestigkeit:1.400 PSI
• Biegemodul:30.000 PSI
• IZOD-Schlagzähigkeit (gekerbt):kein Bruch

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