Beherrschung der CNC-Kunststoffbearbeitung:4 wichtige Tipps für hervorragende Ergebnisse

Unternehmen auf der ganzen Welt nutzen CNC-Bearbeitung, um hochwertige Komponenten aus verschiedenen Materialien wie Keramik, Holz und Verbundwerkstoffen herzustellen. Metall und Kunststoff stehen in der Massenproduktion im Vordergrund, wobei Metalle eine breitere Bearbeitbarkeit aufweisen. Maschinisten können Probleme bei Metallen geschickt angehen, indem sie Geschwindigkeiten, Vorschübe, Werkzeuge und mehr anpassen.

Allerdings stellen Kunststoffe eine besondere Herausforderung dar. Methoden, die bei Stahl, Messing, Aluminium und Titan wirksam sind, haben Schwierigkeiten, die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Die Folge sind mangelhafte Oberflächen und ungenaue Abmessungen, was zur Ablehnung zahlreicher Teile führt.

Es ist von entscheidender Bedeutung, die einzigartige Komplexität der Kunststoffbearbeitung und die häufigsten Fallstricke zu verstehen. Dieser Artikel präsentiert wichtige Erkenntnisse zur Beherrschung der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen. Durch die Einbeziehung dieser Expertentipps steigern Sie die Qualität Ihrer Kunststoffbearbeitungsbemühungen.

Die Herausforderungen der Kunststoffbearbeitung

Generell sind die beiden größten Herausforderungen für Maschinenbauer bei der Arbeit mit Kunststoffen schlechte Oberflächengüten und Dimensionsänderungen. Jegliches Rattern, Reiben oder schlechte Spanbildung des Werkzeugs kann zu Riefen und Kratzern in der Kunststoffoberfläche führen, die die Oberflächengüte beeinträchtigen.

Alles, was dazu führt, dass sich der Kunststoff während der Bearbeitung komprimiert oder ausdehnt, kann die Fähigkeit des Maschinisten beeinträchtigen, Präzisionstoleranzen einzuhalten, wenn das Teil nach der Bearbeitung wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.

Die meisten Qualitätsprobleme, die bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen auftreten, stammen aus einer oder mehreren dieser Quellen:

• Schlechte Spanbildung :Weichere Kunststoffe können dazu neigen, um Ihr Schneidwerkzeug zu „fließen“, anstatt Späne zu bilden. Ähnlich wie wenn man einen Finger in nassen Ton drückt, verformt sich der Kunststoff einfach um das Schneidwerkzeug herum, anstatt abzubrechen. In der Zwischenzeit können härtere Kunststoffe unvorhersehbar brechen, insbesondere in der Nähe von Kanten, wo größere Stücke abbrechen und einen kleinen Hohlraum hinterlassen können.
• Verformung durch Klemmung :Die beim Spannen auf ein Kunststoffteil ausgeübte Spannung kann zu einer elastischen Verformung führen. Nachdem das Teil bearbeitet und gelöst wurde, liegt das Kunststoffteil möglicherweise außerhalb der Toleranz, wenn der eingespannte Teil wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
• Schlechter Spanauswurf :Kunststoffspäne können die Spannuten von Bohr- und Fräswerkzeugen „verkleben“, wenn sie nicht schnell aus dem Schneidbereich entfernt werden. Ein schlechter Spanauswurf verringert die Schneidleistung und führt zu Reibung, die die Temperatur des umgebenden Kunststoffs schnell ansteigen lässt.
• Wärmeformbeständigkeitstemperaturen :Viele Kunststoffe haben niedrige Wärmeformbeständigkeitstemperaturen, was dazu führen kann, dass sie stark erweichen. Dann verformen sie sich leicht als Reaktion auf Kräfte durch Klemmen, Schneiden oder einfach nur durch die Schwerkraft.
• Wärmeausdehnung :Die Wärmeausdehnung von Polymeren kann viel größer sein als die von üblicherweise bearbeiteten Metallen, was dazu führt, dass sie sich bei Überhitzung ausdehnen und anschließend schrumpfen, wodurch möglicherweise Toleranzanforderungen verfehlt werden.
• Chemische Reaktivität :Unterschiedliche Polymere sind anfällig für unterschiedliche Lösungsmittel, was dazu führen kann, dass sie sich auflösen oder einfach nur aufquellen. Maschinenwerkstätten müssen sich darüber im Klaren sein, welche Chemikalien rund um die Polymere, mit denen sie arbeiten, verwendet werden können.
• Feuchtigkeitsaufnahme und -speicherung :Ähnlich wie bei der chemischen Reaktion können einige Kunststoffe viel Feuchtigkeit aufnehmen und dadurch aufquellen. Selbst die Luftfeuchtigkeit kann dazu führen, dass sich einige Kunststoffe außerhalb der Toleranz ausdehnen.
• Transparenz :Klare Polymere wie Acryl, ABS und Polycarbonat können neblig oder verblasst erscheinen, wenn die Bearbeitung eine raue Oberfläche hinterlässt. Einige Polymere sind sogar anfällig für eine Zersetzung durch UV-Lichteinwirkung.

Es ist wichtig zu beachten, dass einige Kunststoffe bei der Bearbeitung anfälliger für bestimmte Probleme sind als andere. Ein Kunststoff kann eine hohe Feuchtigkeitsspeicherrate aufweisen, während ein anderer Kunststoff anfällig für Überhitzung ist. Einige Kunststoffe können bei Überhitzung sogar giftige Dämpfe entwickeln. Daher ist es wichtig, den richtigen Kunststoff für Ihre Anwendung auszuwählen.

4 Tipps für die Präzisionsbearbeitung von Kunststoffen

Um die häufigsten Qualitätsprobleme zu überwinden, die bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffkomponenten auftreten, sollten Maschinisten diese Expertentipps berücksichtigen.

#1 – Klemmkräfte minimieren

Viele Maschinenbauer, die mit Metallen, aber nicht mit Kunststoffen vertraut sind, neigen dazu, das Teil zu stark zu komprimieren, um jegliche Bewegung während der Bearbeitung zu verhindern. Übermäßiges Klemmen kann Abdrücke auf dem Kunststoff hinterlassen, wo die Klemmung stattgefunden hat, oder es kann zu Spannungen im Material führen, die dazu führen, dass es sich in verschiedene Richtungen ausdehnt und verformt. Und wenn bei der Bearbeitung genügend Material abgetragen wird, wird das Gesamtteil schwächer und kann sich durch die Spannspannung sogar stärker verformen.

Um die Spannkräfte zu minimieren, wenden Sie zum Sichern des Teils die absolut minimale Kraft an, die erforderlich ist. Sie können auch die Entwicklung von Vorrichtungen in Betracht ziehen, die die Belastung des Kunststoffwerkstücks minimieren, wie diese von Titans of CNC Machining für die Bearbeitung von Delrin-Kunststoff entwickelte.

#2 – Verwenden Sie das richtige Schneidwerkzeug

Stumpfe Werkzeuge, falsch abgewinkelte Schneidkanten und sogar die Gestaltung der Spannuten können die Schneidleistung beeinträchtigen. Die Verwendung der richtigen Schneidwerkzeuge kann den Unterschied zwischen schnellem, effizientem Schneiden mit hochwertiger Oberflächengüte und langsamem Schneiden, das Kratzer und Rillen in der Kunststoffoberfläche hinterlässt, ausmachen.

Auch die Verwendung falscher Werkzeuge kann zu Spanansammlungen an der Schnittstelle führen. Dies verursacht Reibung und kann zu einem schnellen Hitzestau um das Schneidwerkzeug herum führen. Die Auswahl des besten Schneidwerkzeugs erfordert möglicherweise einige Recherchen und Experimente, um die besten Ergebnisse für ein bestimmtes Polymer zu erzielen.

#3 – Cool bleiben

Übermäßiger Wärmestau verursacht eine Reihe von Qualitätsproblemen bei Kunststoffen, die zum Ausschuss von Teilen führen können. Daher ist es wichtig, das Teil kühl zu halten. Wie bereits erwähnt, kann die Verwendung des falschen Schneidwerkzeugs und die Ansammlung von Spänen an der Schneidstelle zu einer schnellen Erwärmung führen. Bei Kunststoffen kann es manchmal besser sein, schnell zu schneiden und dann die Schnittstelle zu verlassen, anstatt zu verweilen und einen Hitzestau zuzulassen.

Im Allgemeinen sollten zwei oder mehr Hochdruck-Kühlmittelstrahlen ausreichen, um den Kunststoff und das Werkzeug kühl zu halten und gleichzeitig Kunststoffspäne schnell wegzuspülen.

#4 – Kennen Sie Ihr Material

Leider kann sich jeder Kunststoff ganz anders verhalten als der andere. Die Schnittparameter und Werkzeuge, die bei einem Kunststofftyp gut funktionieren, können bei einem anderen Kunststoff zu einer rauen Oberflächenbeschaffenheit und einer geringen Maßhaltigkeit führen. Manchmal müssen Maschinisten dem Rattern von Werkzeugen in Kunststoffen durch eine Erhöhung der Geschwindigkeit entgegenwirken, während in anderen Fällen eine Verlangsamung bessere Ergebnisse liefert.

Um dauerhaft präzisionsgefertigte Kunststoffteile herzustellen, müssen Maschinisten diesen speziellen Kunststoff erforschen und damit experimentieren, um zu verstehen, wie er auf die Bearbeitung reagiert. Beispielsweise bietet der YouTube-Kanal „Titans of CNC Machining“ eine Reihe nützlicher Tricks für die Arbeit mit einigen gängigen Arten von bearbeitetem Kunststoff.

CNC-Bearbeitung von Kunststoffen mit Gensun

Die Tipps in diesem Artikel decken bei weitem nicht alles ab, was Sie zur Bewältigung der Herausforderungen bei der Kunststoffbearbeitung wissen müssen. Jedes Polymer reagiert empfindlich auf unterschiedliche Faktoren und erfordert spezielle Erfahrung, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.

Glücklicherweise haben die Maschinisten und Ingenieure bei Gensun Erfahrung in der Arbeit mit einer breiten Palette von Materialien, darunter einer großen Auswahl an Metallen und Kunststoffen. Wir bieten erstklassige CNC-Bearbeitungsdienstleistungen, damit Sie Ihre Teile termin- und budgetgerecht fertigen können.