Tipps für Kunststoffteile in der CNC-Bearbeitung

Die Anwendung der CNC-Bearbeitung findet immer mehr Verbreitung und Kunststoffe werden immer beliebter. Sie sind leicht, einfach zu verarbeiten und im Allgemeinen billiger als Gegenstücke aus Metall. Gleichzeitig werden im Maschinenbau häufig Kunststoffe eingesetzt, um die Anforderungen an Flammschutz, Isolierung und Abriebfestigkeit zu erfüllen. Deshalb werden wir heute über einige Tipps für bearbeitete Kunststoffteile sprechen, vom Teiledesign bis zur Teileverarbeitung und wie man ein perfektes Finish von CNC-bearbeiteten Kunststoffteilen erhält.

Tipps zum Design von Kunststoffteilen

Das Entwerfen herstellbarer Kunststoffteile umfasst viele wichtige Faktoren, die alle Bereiche der Teilekonstruktion, Werkzeugausstattung, Materialauswahl und Produktion betreffen. Erstens müssen die Designabsicht oder der Endverbrauch im Auge behalten werden, und Teile müssen um funktionale Anforderungen herum gebaut werden. Erwägen Sie, Gewicht zu reduzieren, Fertigungs- und Montageschritte zu eliminieren, Strukturkomponenten zu verbessern, Kosten zu senken und Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Um die Designziele von Kunststoffteilen im Produktionsprozess erfolgreich zu erreichen, müssen die folgenden wichtigen Faktoren berücksichtigt werden.

1. Materialerwägungen

Hersteller wählen in der Regel bekannte Kunststoffqualitäten aus ähnlichen Anwendungen oder verlassen sich auf Empfehlungen von Lieferanten. Das auf diese Weise ausgewählte Harz mag ausreichend sein, aber es ist selten das Beste. Die Kunststoffauswahl ist eine komplexe Aufgabe, die viele Überlegungen umfasst, wie z. B.:Temperatur, chemische Beständigkeit, Hitzebeständigkeit, Entflammbarkeit sowie elektrische und mechanische Eigenschaften, z. B. staatliche und private Standards, Kunststoffe und alle Montageschritte, Zusammenarbeit und andere Faktoren .

2. Radius

Der Radius sollte immer die Dicke des Teils berücksichtigen, um die Möglichkeit von Bereichen mit hoher Spannung und einem möglichen Bruch des Teils auszuschließen. Als allgemeine Faustregel gilt, dass die Dicke an den Ecken im Bereich vom 0,9-fachen der Nenndicke des Teils bis zum 1,2-fachen der Nenndicke liegen sollte.

3. Wandstärke

Das Entwerfen von Teilen mit der gleichen Wandstärke kann dazu beitragen, viele Teilfehler zu vermeiden, die während des Herstellungsprozesses auftreten. Wenn der Kunststoff schmilzt, fließt er in den Widerstandsbereich. Wenn die Dicke Ihres Teils durchgehend ungleichmäßig ist, fließt die Schmelze möglicherweise zuerst in den dickeren Bereich. In diesem Fall wird der dünne Bereich möglicherweise nicht richtig gefüllt. Darüber hinaus neigen dickere Bereiche dazu, langsamer abzukühlen, und es besteht die Gefahr von Hohlräumen oder Durchhangdefekten. Das Entwerfen von Teilen mit abgerundeten Ecken hilft auch dabei, die Teile während des Formprozesses korrekt zu füllen.

4. Teilschrumpfung

Die bei der Herstellung von Kunststoffteilen auftretende Schwindung kann bis zu 20 % des Volumens ausmachen. Kristalline und halbkristalline Materialien sind am anfälligsten für thermische Schrumpfung. Es ist bekannt, dass die Schrumpfung von amorphen Materialien gering ist. Hier sind einige einfache Möglichkeiten, um Schrumpfungsprobleme beim Formen zu vermeiden:

Passen Sie die Formel und das Formdesign entsprechend der erwarteten Schrumpfungsrate an, um die erforderliche Größe zu erhalten. Optimieren Sie Verarbeitungsparameter wie Formtemperatur, Schmelztemperatur, Einspritzgeschwindigkeit/-druck/-zeit, Abkühlzeit.

Tipps zur Kunststoffbearbeitung

Es gibt keine Kunststoff-CNC-Maschinen. Tatsächlich sind alle zum Schneiden von Kunststoffen verwendeten Werkzeugmaschinen Metallbearbeitungswerkzeuge. Durch ihre präzise Steifigkeit und Leistungsabgabe können sie auch gehärtete Kunststoffe problemlos bearbeiten.

1. Thermischer Effekt

Da Kunststoffe hitzeempfindlicher sind als Metalle, werden die meisten Materialien durch Erhitzen klebrig, wenn Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung verwendet werden.

1. Wenn Sie das Kühlmittel mit einem großen Fluss in das Werkzeug gießen, verwenden Sie den Druckluftschlauch, um die Späne und das Werkzeug in den Schneidbereich zu blasen. Dadurch wird nicht nur die Temperatur des Schneidbereichs reduziert, sondern auch verhindert, dass Kunststoffabrieb am Schneidwerkzeug haften bleibt.
2. Erhöhen Sie den Spanwinkel und den hinteren Winkel des Schneidwerkzeugs und erhalten Sie die Schärfe des Schneidwerkzeugs, reduzieren Sie Reibungswärme und verhindern Sie plastische Verformung und Wärmeentwicklung.
3. Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs auf der Oberfläche des Werkstücks richtig, wählen Sie 200–300 m/min und dann die Vorschubgeschwindigkeit 0,05–0,2 mm/U.
4. Die Kombination des Schneidkopfes mit Chrom-Wolfram-Hartmetall auf Kobaltbasis und Hartmetall-Hartmetall kann die Produktivität und Verarbeitungsleistung verbessern.

2. Der Einfluss von Kraft und Verformung

Die durch die Schnittwärme des Werkstücks verursachte Wärmeausdehnung kann dazu führen, dass sich das Werkstück verzieht und verwindet. Die durch die Verformung des Werkstücks auf das Werkzeug und die Spannvorrichtung ausgeübte Nachgiebigkeit führt gewöhnlich dazu, dass das Werkzeug bricht und die Spannvorrichtung reißt. Um diese Phänomene zu verhindern, wurden die folgenden Maßnahmen ergriffen:

1. Bitte verwenden Sie einen Hobel oder Fräser mit kleinem Durchmesser zum Stapel- und Pendelfräsen, wenn Sie die flache Oberfläche von dünnen Blechteilen bearbeiten, die sich leicht verziehen können. Verwenden Sie bei der Bearbeitung von Formen bitte Werkstücke mit mehreren Bearbeitungsmethoden:Mehrere Werkstücke mittig platzieren, mit einer dünnen Metallplatte oben und unten fixieren und dann gleichzeitig bearbeiten. Nachdem die Bearbeitung abgeschlossen ist, wird das Werkstück entfernt, nachdem es vollständig abgekühlt ist, das Kunststoffmaterial ausgehärtet ist, die Größe des Werkstücks stabil ist und keine Verwerfung oder Verformung auftritt.
2. Um bei dickeren Teilen zu verhindern, dass das Werkzeug aufgrund der Nachgiebigkeit des Werkstücks bricht und die Vorrichtung bei der Bearbeitung der Form nicht bricht, wird das intermittierende Schneidverfahren verwendet, um die Außenkontur durch das Auf und Ab zu bearbeiten Hobeln und das Auf- und Abnuten. Je nach Form des Teils können Fräsen und Bohren durch Drehen, Bohren, Umformen und Stechen ersetzt werden. Wenn Fräsen und Bohren unvermeidbar sind, sollte der Durchmesser des Fräsers bei gleichzeitiger Gewährleistung der Festigkeit so klein wie möglich sein.

3. Schnittparameter

Das Hauptproblem, auf das Sie achten müssen, ist übermäßige Reibung und plastische Verformung des Teils, nicht das Schneiden. Um das zweite Problem zu vermeiden, halten Sie den Cutter immer scharf und frieren Sie ihn ein, wenn das verwendete Material nicht stark genug ist. Kunststoffe werden bei niedrigen Temperaturen hart und spröde.

Um zu verhindern, dass der Span auf dem CNC-bearbeiteten Teil schmilzt, müssen Sie das Werkzeug in Bewegung halten und verhindern, dass es zu lange in einer Position bleibt. Entfernen Sie den Chip so schnell wie möglich. Daher muss die für die Kunststoffverarbeitung verwendete Beschickung groß sein. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit hoch ist, muss auch die Spindelgeschwindigkeit schnell sein. Die geschätzte ungefähre Geschwindigkeit beträgt etwa das Dreifache der Aluminiumvorschubgeschwindigkeit und hat eine entsprechende Schnittgeschwindigkeit.

Tipps für ein perfektes Finish auf Kunststoffteilen

Ein häufiges Problem bei der CNC-Bearbeitung von Thermoplasten ist die Materialentnahme. Dies ist das häufigste Problem bei dunklen Kunststoffen. Wie kann man dieses Problem lösen und ein perfektes Finish bei technischen Kunststoffprodukten erzielen? Um ein Herausziehen des Kunststoffmaterials zu verhindern, ist die richtige Verarbeitung entscheidend. Mit den folgenden Tipps können Sie eine erfolgreiche Verarbeitung sicherstellen und eine glatte Oberfläche des Kunststoffs erzielen.

1. Werkzeuggeometrie

Stellen Sie sicher, dass Sie ein Schneidwerkzeug mit der richtigen Geometrie verwenden, damit das Werkzeug das Material richtig schneidet. Im Gegensatz zur CNC-Metallbearbeitung erfordern technische Kunststoffe, dass die Form des Werkzeugs positiv oder neutral ist. Zu viele positive Zahlen führen dazu, dass sich das Werkzeug in das Material eingräbt und einen Auszieheffekt erzeugt.

2. Korrekte Befestigung/Klemmung

Die feste Befestigung von Teilen oder Vorrichtungen ist ein weiterer entscheidender Schritt für eine erfolgreiche Bearbeitung. Eine unsachgemäße Befestigung kann Vibrationen zwischen dem CNC-Teil und dem Werkzeug verursachen, was dazu führen kann, dass sich das Werkzeug eingräbt oder weggeht, wenn es sich auf der Oberfläche des Teils bewegt. Die richtige Fixierung stellt den richtigen Kontakt zwischen der Werkstückoberfläche und dem Werkzeug sicher, um das gewünschte Finish zu erhalten.

3. Die richtige Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeuggeschwindigkeit

Die empfohlenen Vorschub- und Werkzeuggeschwindigkeitseinstellungen variieren je nach Material und Material. Stellen Sie sicher, dass die Schneidausrüstung auf die entsprechende Verarbeitungsgeschwindigkeit eingestellt ist, was auch die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern kann, ohne die Produktionsgeschwindigkeit oder -effizienz zu beeinträchtigen.