Ein Überblick über den Kunststoffbearbeitungsprozess

Eine der Hauptattribute von Kunststoffen ist ihre Fähigkeit, ohne Nachbearbeitung zu einem fertigen Bauteil geformt zu werden. Komplizierte Formen, Löcher und hinterschnittene Merkmale können unter Verwendung von Werkzeug- und Formtechniken in die Komponente eingeformt werden. All dies geht jedoch zu Lasten der Werkzeugkosten.

Die bei der Bearbeitung aller Materialien verwendeten Schneidwerkzeuge sind auf die Steifigkeit des zu schneidenden Bauteils angewiesen. Beim Schneiden von Metallen ist die natürliche Steifigkeit der Materialien gut. Daher widersteht das Bauteil einer Verformung, wenn das Schneidwerkzeug (Säge, Bohrer oder Maschineneinsatz) das Metall schneidet. Im Fall von Kunststoffen eignet sich die maschinelle Bearbeitung tendenziell besser für starre Materialien, wie faserverstärkte duroplastische Kunststoffmaterialien, glasfaserverstärkte Nylons, Acryl oder PEEK, die eine gute relative Steifigkeit aufweisen. Weniger steifer Kunststoff neigt dazu, sich zu verformen und wegzubiegen, wenn der Fräser versucht, das Bauteil zu schneiden, was das Erreichen feiner Maßtoleranzen erschwert.

Die Grundlagen der Kunststoffbearbeitung

Formwerkzeuge und Umformgeräte, die in den verschiedenen Kunststoffformverfahren verwendet werden, sind ausnahmslos handgefertigte Einzelanfertigungen. Ihre Herstellung kann oft Wochen und Monate dauern, was zu hohen Kosten führt. Wo ein Kunststoffbauteil spezifiziert ist und die zu verwendenden Stückzahlen nicht groß sind, wird die maschinelle Bearbeitung des Bauteils wirtschaftlicher. Nicht alle Kunststoffmaterialien können bearbeitet werden. Je steifer ein Kunststoff ist, desto einfacher lässt er sich bearbeiten. Die flexibleren und weicheren Kunststoffe sind für die Bearbeitung nicht geeignet.

Aufgrund der weicheren Beschaffenheit von Kunststoffmaterialien müssen die Haltevorrichtungen und -befestigungen mit Backen konstruiert werden, die den zu bearbeitenden Kunststoff schützen, dies kann bei anderen Kunststoffmaterialien der Form des zu bearbeitenden Blocks angepasst sein. Außerdem müssen die Vorrichtungen robust sein, um das zu schneidende Material zu tragen.

Verschiedene Arten von Kunststoffbearbeitungsprozessen

CNC-Bearbeitung – Wenn die zu schneidende Komponente eine komplexe Form hat, kann ihr Profil in einen Computer programmiert werden. Ein CNC-Bearbeitungszentrum kann verwendet werden, um eine doppelte Anzahl von Komponenten herzustellen. Mehrere austauschbare Fräser, die typischerweise auf CNC-Maschinen verwendet werden, ermöglichen die Bearbeitung komplexer und vielfältiger Komponenten.

Wenden – Wenn die zu erzielende Form rund ist, kann eine einfache Drehoperation verwendet werden. Spezielle Zusatzausrüstung, die an der Drehmaschine angebracht ist, kann die Möglichkeiten des Betriebs der Drehmaschine erweitern.

Fräsen – Diese Bearbeitungsmethode kann vom einfachen Fräsen bis zum Profil- und CNC-Fräsen variieren. Wie bei Dreharbeiten können entweder Ergänzungen zur Fräsmaschine oder die Verwendung einer komplexeren Fräsmaschine die Fähigkeit der Fräsmaschine erweitern, komplexere Formen herzustellen.

Zu bearbeitende Kunststoffmaterialien können mit einem Luftstoß gekühlt werden, vorausgesetzt, die resultierenden Späne sind kontinuierlich und nicht in Form von Spänen. Duroplaste können mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt werden, bei wasserquellbaren Kunststoffen ist jedoch darauf zu achten, dass sich die Bearbeitungsmaße nicht verändern. Die dabei erzeugte Wärme kann zu einer Wärmeausdehnung führen – dieser Effekt muss berücksichtigt werden, da sich die Abmessungen beim Abkühlen ändern können.