Auswahlhilfe für die CNC-Kunststoffbearbeitung

Bei der Erstellung eines Teils ist eine der wichtigsten Entscheidungen, die ein Konstrukteur treffen muss, welches Material verwendet werden soll. Die Wahl des Materials bestimmt die Funktion und das Aussehen einer bestimmten Komponente und wie sie im Laufe der Zeit erhalten bleibt.

Kunststoffe werden immer beliebter. Sie sind leicht, einfach zu verarbeiten und im Allgemeinen billiger als ähnliche Metallprodukte. Es gibt viele Arten von maschinell bearbeiteten Kunststoffen, jede mit ihren Vor- und Nachteilen.

Es gibt viele Möglichkeiten, hochpräzise Kunststoffteile herzustellen. Moderne Kunststoffe in Industriequalität werden gegossen, spritzgegossen, bedruckt oder bearbeitet. Die ersten drei Optionen eignen sich sehr gut für die Herstellung komplexer geometrischer Teile mit guter Oberflächengüte. Aber wenn es darum geht, enge Toleranzen zu erreichen oder eine spiegelglatte Oberfläche auf fast allen Arten von Teilen zu erzeugen, gibt es nichts Besseres als die maschinelle Bearbeitung.

Ein Überblick über Dienstleistungen in der Kunststoffbearbeitung

Die Kunststoffbearbeitung ist wie alle Bearbeitungsprozesse eine subtraktive Methode, bei der Materialschichten entfernt werden, um das endgültige Teil oder Produkt zu formen und zu formen. Einige der am häufigsten verwendeten Bearbeitungsvorgänge für Kunststoffmaterialien sind:

Schneiden

Normalerweise erzeugt der Schneidvorgang etwas Wärme, die den Kunststoff beschädigen kann. Beim Schneiden von Kunststoff muss der Bediener darauf achten, thermische Verformungen zu vermeiden.

Wenden

Kunststoffdreharbeiten werden auf einer Drehbank durchgeführt, die das Werkstück dreht und manipuliert, so dass das stationäre Schneidwerkzeug überschüssiges Material gemäß dem beabsichtigten Design schneiden und entfernen kann.

Fräsen

Der Drehvorgang beinhaltet die Drehung des Kunststoffwerkstücks, während der Fräsvorgang die Drehung des Schneidwerkzeugs erfordert, um die Kunststoffspäne von dem fixierten Werkstück zu entfernen.

Bohren

Wird nicht der passende Bohrer gewählt, kann es gefährlich werden und zu Überhitzung oder Scherkräften führen. Solange jedoch die Vorbereitung korrekt ist und die Werkzeuge vorbereitet und verwendet werden, können erfahrene Techniker Löcher mit kleinem und großem Durchmesser in Kunststoffprodukte formen, ohne die Struktur zu zerstören.

Schleifen

Schleifen ähnelt dem Schleifen, da bei diesem Verfahren Kunststoffspäne vom Werkstück entfernt werden, um seine Form zu verändern. Der Hauptunterschied besteht darin, dass beim Fräsen intermittierendes Schneiden verwendet wird, während beim Schleifen der Kunststoff kontinuierlich vom Produkt geschnitten wird, um eine glattere Form und Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen.

Materialien für die CNC-Kunststoffbearbeitung

ABS-Kunststoff

Acrylnitril-Butadien-Styrol, oft auch als ABS abgekürzt, ist einer der am weitesten verbreiteten thermoplastischen Werkstoffe. Es hat gute mechanische Eigenschaften, ausgezeichnete Schlagzähigkeit, hohe Hitzebeständigkeit und gute Bearbeitbarkeit. ABS ist leicht zu bearbeiten, hitzebeständig und kann zur Endbearbeitung (Kleben, Lackieren, Polieren usw.) verwendet werden. Es wird normalerweise verwendet, um Teilefunktionen vor der Massenproduktion zu prototypisieren.

ABS hat keine gute Abriebfestigkeit oder Chemikalienbeständigkeit und schmilzt in Aceton. Es ist auch kein besonders starker Kunststoff.

Die häufigste Anwendung von ABS ist das Spritzgießen, das zur Herstellung von Gehäusen für elektronische Produkte, Haushaltsgeräten und sogar legendären Legosteinen verwendet wird.

Nylon

Ähnlich wie ABS ist Nylon ein langlebiger Kunststoff mit hoher Festigkeit und Steifigkeit, der eine gute elektrische Isolierung in einem weiten Temperaturbereich sowie eine gute chemische Beständigkeit und Abriebfestigkeit aufrechterhalten kann. Nylon 6 und Nylon 66 sind die am häufigsten verwendeten Sorten in der CNC-Bearbeitung.

Nylon 6/6 nimmt jedoch leicht Feuchtigkeit auf, wodurch es aufquillt und an Maßhaltigkeit verliert. Wenn aufgrund der Eigenspannung des Materials während der Bearbeitung viel asymmetrisches Material abgetragen wird, verzieht es sich ebenfalls.

Nylon wird am häufigsten in medizinischen Geräten, Montageteilen für Leiterplatten, Motorraumkomponenten von Kraftfahrzeugen und Kabelbindern verwendet. In vielen dieser Anwendungen wird es als wirtschaftlicher Ersatz für Metalle verwendet.

Acryl

Acryl (auch bekannt als Perspex oder Luctie) ist der Handelsname von PMMA-Kunststoff. Es ist zäh, hat eine gute Schlagzähigkeit und Kratzfestigkeit und lässt sich leicht verkleben.

Das verarbeitete Acryl ist transparent, was sich sehr gut für alle Anwendungen eignet, die optische Transparenz oder Transluzenz erfordern.

Acryl ist jedoch ein zerbrechlicher Kunststoff und wird unter zu viel Druck reißen oder brechen. Jede bearbeitete Oberfläche auf einer Acrylplatte verliert an Transparenz und nimmt ein mattiertes, durchscheinendes Aussehen an. Daher ist es in der Regel am besten, darauf zu achten, ob Acrylteile in der ursprünglichen Dicke belassen werden sollten, um die Transparenz zu erhalten. Wenn die bearbeitete Oberfläche transparent sein soll, kann das Polieren als zusätzlicher Nachbearbeitungsschritt eingesetzt werden.

Delrin

POM ist unter dem Handelsnamen Delrin bekannt. Es ist ein technischer Thermoplast mit der höchsten Verarbeitbarkeit unter den Kunststoffen und gilt als der wirtschaftlichste Kunststoff. Es hat eine glatte, reibungsarme Oberfläche, eine hervorragende Dimensionsstabilität und eine hohe Steifigkeit. Für Materialien, die in diesen oder anderen Anwendungen viel Reibung erfahren, enge Toleranzen erfordern oder eine hohe Steifigkeit erfordern, ist Delrin ein ausgezeichneter Kunststoff. Aber der Nachteil ist, dass es schwierig zu kleben ist.

Delrin wird normalerweise für Zahnräder, Lager, Buchsen und Befestigungselemente oder zur Herstellung von Vorrichtungen und Vorrichtungen für die Montage verwendet.

HDPE

HDPE steht für High-Density-Polyethylen, ein Thermoplast mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. HDPE hat eine hohe chemische Beständigkeit, elektrische Isolierung und Haltbarkeit unter schwierigen Wetterbedingungen. Ähnlich wie Delrin hat HDPE eine glatte Oberfläche, die die Reibung begrenzen und starken Stößen gut widerstehen kann, hat ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und eine gute Witterungsbeständigkeit.

Der Hauptnachteil von HDPE ist seine geringe Festigkeit, insbesondere in Bezug auf Dehnung und Biegung.

HDPE ist ein leichter Thermoplast, der aufgrund seiner geringen Kosten und seines geringen Gewichts für Außenanwendungen und Prototypen verwendet wird. Wie ABS wird es häufig zur Herstellung von Prototypen vor dem Spritzgießen verwendet. Aufgrund seiner chemischen Beständigkeit und Gleiteigenschaften eignet es sich sehr gut für die Herstellung von Stopfen und Dichtungen und ist auch ideal für gewichtsempfindliche oder elektrisch sensible Anwendungen.

PEEK

PEEK ist ein technischer Hochleistungsthermoplast mit ausgezeichneter Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität. PEEK-Kunststoff lässt sich sehr gut verarbeiten und ist das Top-Material in der CNC-Bearbeitung. Aufgrund seiner erstaunlichen Leistung wird es häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Elektroindustrie eingesetzt.

Einziges Manko ist der hohe Preis. Wer dennoch hohe Leistung und hohe Widerstandsfähigkeit benötigt, sollte unbedingt über den Einsatz dieses Materials nachdenken. Die Leistung dieses Kunststoffs ist besser als die von Metallen, die in der chemischen und verarbeitenden Industrie verwendet werden. In einigen Branchen ersetzt es derzeit Metalle wie Edelstahl und Aluminium.

Polykarbonit

Polycarbonat ist einer der haltbareren Kunststoffe auf dem Markt. Es hat eine extrem hohe Schlagfestigkeit und Steifigkeit und behält seine Funktionalität über einen großen Temperaturbereich bei. Es ist auch optisch transparent und kann schwarz eingefärbt werden, wenn es opak sein soll. Polycarbonat eignet sich am besten für Anwendungen, die sehr zähe oder sehr starke Kunststoffe erfordern oder optische Transparenz erfordern. Daher ist Polycarbonat einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe mit der höchsten Recyclingquote.

Reines Polycarbonat hat keine gute Abriebfestigkeit und wird leicht zerkratzt. Bei Bedarf können im Nachbearbeitungsschritt eine kratzfeste Beschichtung und Dampfpolieren hinzugefügt werden, um die Verschleißfestigkeit oder optische Klarheit zu verbessern.

Die Haltbarkeit und Transparenz von Polycarbonat bedeutet, dass es zur Herstellung von optischen Scheiben, Sicherheitsglas, Lichtleitern und sogar kugelsicherem Glas verwendet werden kann.

Tipps für die CNC-Kunststoffbearbeitung

Maschine

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. Die Steifigkeit der Holzbearbeitungsmaschine ist gering, daher ist die Wirkung nicht gut.

Schneidwerkzeug

Die Auswahl der besten Schneidwerkzeuge für Kunststoffteile ist eine komplexe Aufgabe. Der Grund dafür ist, dass die Zusammensetzung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen sehr unterschiedlich ist. Einige Kunststoffe sind mit Hartmetallpartikeln verstärkt oder haben Additive, die die Flexibilität, Hitzebeständigkeit oder andere Parameter verbessern. All dies verändert die Art und Weise, wie Kunststoffe auf Maschinen reagieren.

Schneidwerkzeuge werden hauptsächlich aus Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Diamant usw. hergestellt. Zum Schneiden gewöhnlicher Kunststoffe können Sie die ersten beiden Schneidmaterialien auswählen. Im Gegensatz dazu hat Schnellarbeitsstahl eine bessere Schleiffähigkeit. Wählen Sie Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl und schleifen Sie sie sorgfältig. Die Schneidkante des Werkzeugs wird schärfer, aber seine Haltbarkeit ist geringer als die von Hartmetallwerkzeugen.

Reduzieren Sie die Schnittkraft und -temperatur so weit wie möglich, wählen Sie den geeigneten Spanwinkel, Freiwinkel, Vorderwinkel, sekundären Schneidkantenwinkel, Werkzeugspitzenbogenradius usw., um die Produktivität und Werkzeughaltbarkeit zu verbessern und Bearbeitungskosten zu sparen. Der Cutter bleibt scharf und friert das Material ein, wenn die Steifigkeit nicht ausreicht.

Teileeinrichtung

Klemmen Sie den Kunststoffblock richtig ein, um übermäßigen Druck zu vermeiden, der zu einem Bruch führen kann. Es wird empfohlen, zwischen der Vorrichtung und dem Teil eine Unterlage aus weichem Material zu verwenden, um Spuren auf der Oberfläche zu vermeiden.

Ein weiteres Problem ist die Steifigkeit der Teile. Achten Sie genau auf den Abstand zwischen Bohrstelle und Vorrichtung. Während dieses Vorgangs versucht der Bohrer, das Teil entlang seiner Nut nach oben zu ziehen. Wenn die Halterung zu weit entfernt ist, wird der Bohrer erfolgreich sein, aber er wird das Teil verbiegen oder das Teil sogar von der Halterung abreißen.

Minimiere den Chip-Effekt

Halten Sie das Schneidwerkzeug immer in Bewegung (vermeiden Sie es, zu lange an einer Stelle zu bleiben), um zu verhindern, dass die Späne auf die bearbeiteten Teile schmelzen. Kühlmittel oder Schneidflüssigkeit können verwendet werden, um die Temperatur zu senken und Späne zu entfernen.

Bearbeitungsvorschub

Bei größerem Vorschub und schneller Spindeldrehzahl beträgt er etwa das 3-fache des Aluminiumvorschubs und der entsprechenden Schnittgeschwindigkeit.

CNC-Kunststoff Bearbeitung Dienst

Aufgrund der großen Nachfrage nach Kunststoffteilen für die Prototypenfertigung und kundenspezifischen CNC-Kunststoffteilen ist eine große Anzahl von CNC-Kunststoffbearbeitungsdiensten entstanden. Sie machen zweifellos den Produktionsprozess aller Parteien schneller und einfacher. Wenn Sie ähnliche Projekte haben, können Sie gerne Zeichnungen hochladen, um ein kostenloses Angebot von SANS Machining zu erhalten.