Uma representação comum da usinagem CNC, na maioria das vezes, envolve trabalhar com uma peça de trabalho metálica. No entanto, a usinagem CNC não apenas é amplamente aplicável aos plásticos, mas a usinagem de CNC plástica também é um dos processos de usinagem comuns em vários setores.
A aceitação da usinagem plástica como processo de fabricação se deve à ampla variedade de materiais CNC plásticos disponíveis. Além disso, com a introdução do controle numérico do computador, o processo se torna mais preciso, mais rápido e adequado para fazer peças com tolerância rígida. Quanto você sabe sobre a usinagem de CNC de plástico? Este artigo discute os materiais compatíveis com o processo, técnicas disponíveis e outras coisas que podem ajudar seu projeto.
Plásticos para usinagem CNC
Muitos plásticos usináveis são adequados para peças e produtos de fabricação de várias indústrias. Seu uso depende de suas propriedades, com alguns plásticos usináveis, como o nylon, com excelentes propriedades mecânicas que lhes permitem substituir metais. Abaixo estão os plásticos mais comuns para usinagem plástica personalizada:
ABS:
O acrilonitrila butadieno estireno, ou ABS, é um material leve CNC conhecido por sua resistência ao impacto, força e alta usinabilidade. Embora tenha boas propriedades mecânicas, sua baixa estabilidade química é evidente em sua suscetibilidade a graxas, álcoois e outros solventes químicos. Além disso, a estabilidade térmica do ABS puro (ou seja, ABS sem aditivos) é baixa, pois o polímero plástico queima mesmo após a remoção da chama.
Prós
É leve sem perder sua força mecânica.
O polímero de plástico é altamente usinável, tornando -o um material de prototipagem rápida altamente popular.
O ABS possui um baixo ponto de fusão adequado (isso é importante para outros processos rápidos de prototipagem, como impressão 3D e moldagem por injeção).
Tem uma força de tração alta.
O ABS tem alta durabilidade, o que significa uma vida útil mais longa.
É acessível.
Contras
Ele libera fumaça de plástico quente quando submetido ao calor.
Você precisa de ventilação adequada para evitar o acúmulo de tais gases.
Possui um ponto de fusão baixo que pode causar deformação a partir do calor gerado pela máquina CNC.
Aplicações
O ABS é um termoplásticos de engenharia muito populares usados por muitos serviços de prototipagem rápida na fabricação de produtos devido às suas excelentes propriedades e acessibilidade. É aplicável nas indústrias elétricas e automotivas na fabricação de peças como tampas de teclado, gabinetes eletrônicos e componentes do painel de carros.
Nylon
Nylon ou poliamida é um polímero plástico de baixo atrito com resistência de alto impacto, química e abrasão. Suas excelentes propriedades mecânicas, como força (76MPa), durabilidade e dureza (116R), a tornam altamente adequada para usinagem CNC e melhoram ainda mais sua aplicação nas indústrias de fabricação automotiva e médica.
Prós
Excelentes propriedades mecânicas.
Tem uma força de tração alta.
Econômico.
É um polímero leve.
É resistente ao calor e químico.
Contras
Possui baixa estabilidade dimensional.
O nylon pode tomar umidade facilmente.
É suscetível a ácidos minerais fortes.
Aplicações
O nylon é um termoplástico de engenharia de alto desempenho aplicável à prototipagem e fabricação de peças reais nas indústrias médicas e automotivas. O componente fabricado a partir do material CNC inclui rolamentos, arruelas e tubos.
Acrílico
Acrílico ou PMMA (poli metil -metacrilato) é popular na usinagem de CNC plástica devido às suas propriedades ópticas. O polímero de plástico é translucência e resistente a arranhões, portanto, suas aplicações em indústrias que exigem essas propriedades. Além disso, possui propriedades mecânicas muito boas, evidentes em sua resistência e resistência ao impacto. Com seu preço baixo, a usinagem de acrílico CNC tornou -se uma alternativa a polímeros plásticos, como policarbonato e vidro.
Prós
É leve.
O acrílico é altamente químico e resistente a UV.
Tem alta máquinabilidade.
O acrílico tem alta resistência química.
Contras
Não é tão resistente ao calor, impacto e abrasão.
Pode rachar sob carga pesada.
Não é resistente a substâncias orgânicas cloradas/aromáticas.
Aplicações
O acrílico é aplicável na substituição de materiais como policarbonato e vidro. Como resultado, é aplicável na indústria automotiva para fabricar tubos leves e tampas de luz indicadoras de carros e em outras indústrias para fazer painéis solares, coberturas de estufa etc.
Pom
Pom ou Delrin (nome comercial) é um material plástico CNC altamente máquinável escolhido por muitos serviços de usinagem CNC por sua alta resistência e resistência ao calor, produtos químicos e desgaste/lágrimas. Existem vários graus de Delrin, mas a maioria das indústrias depende dos Delrin 150 e 570, pois são dimensionalmente estáveis.
Prós
Eles são os mais máquináveis de todos os materiais plásticos da CNC.
Eles têm excelente resistência química.
Eles têm estabilidade de alta dimensão.
Possui alta resistência à tração e durabilidade, garantindo uma vida útil mais longa.
Contras
Tem baixa resistência aos ácidos.
Aplicações
A POM encontra sua aplicação em vários setores. Por exemplo, no setor automotivo, ele é utilizado para fabricar componentes do cinto de segurança. A indústria de equipamentos médicos emprega para produzir canetas de insulina, enquanto o setor de bens de consumo faz uso do POM para fabricar cigarros eletrônicos e medidores de água.
HDPE
O plástico de polietileno de alta densidade é um termoplástico com alta resistência ao estresse e produtos químicos corrosivos. Oferece excelentes propriedades mecânicas, como resistência à tração (4000psi) e dureza (R65) do que sua contraparte, o LDPE substituindo -o em aplicativos por esses requisitos.
Prós
É um plástico flexível mágico.
É altamente resistente ao estresse e produtos químicos.
Possui excelentes propriedades mecânicas.
O ABS tem alta durabilidade, o que significa uma vida útil mais longa.
Contras
Tem baixa resistência a UV.
Aplicações
HDPE possui uma variedade de aplicações, incluindo prototipagem, criação de engrenagens, rolamentos, embalagens, isolamento elétrico e equipamentos médicos. É ideal para prototipagem, pois pode ser usinado de maneira rápida e fácil, e seu baixo custo o torna ótimo para criar múltiplas iterações. Além disso, é um bom material para engrenagens devido ao seu baixo coeficiente de atrito e alta resistência ao desgaste e para rolamentos, porque é auto-lubrificante e quimicamente resistente.
LDPE
O LDPE é um polímero plástico resistente e flexível, com boa resistência química e baixa temperatura. É amplamente aplicável na indústria de fabricação de peças médicas para fabricar próteses e órteses.
Prós
É difícil e flexível.
É altamente resistente à corrosão.
É fácil selar usando técnicas de calor, como soldagem.
Contras
É inadequado para peças que requerem resistência de alta temperatura.
Possui baixa rigidez e força estrutural.
Aplicações
O LDPE é frequentemente usado para produzir engrenagens personalizadas e componentes mecânicos, componentes elétricos como isoladores e caixas para dispositivos eletrônicos e peças com uma aparência polida ou brilhante. O que é mais. Seu baixo coeficiente de atrito, alta resistência ao isolamento e durabilidade o tornam um material ideal para aplicações de alto desempenho.
Policarbonato
O PC é um polímero plástico resistente, mas leve, com propriedades retardadoras de calor e isolamento elétrico. Como o acrílico, ele pode substituir o vidro devido à sua transparência natural.
Prós
É mais eficiente do que a maioria dos termoplásticos de engenharia.
É naturalmente transparente e pode transmitir luz.
É preciso muito bem a cor.
Possui alta resistência à tração e durabilidade.
O PC é resistente a ácidos diluídos, óleos e graxas.
Contras
Ele se degrada após a exposição prolongada à água acima de 60 ° C.
É suscetível ao desgaste de hidrocarbonetos.
Será amarelo ao longo do tempo após a exposição prolongada aos raios UV.
Aplicações
Com base em suas propriedades de luz, o policarbonato pode substituir o material de vidro. Portanto, é usado na fabricação de óculos de segurança e CDs/DVDs. Além disso, é adequado para fazer implementos cirúrgicos e disjuntores.
Métodos de usinagem CNC de plástico
A usinagem de peça plástica CNC envolve o uso de uma máquina controlada por computador para remover parte do polímero de plástico para formar o produto desejado. O processo de fabricação subtrativo pode criar inúmeras peças com tolerância, uniformidade e precisão rígidas usando os seguintes métodos.
CNC virando
A torneamento do CNC é uma técnica de usinagem que envolve manter a peça de trabalho em um torno e girá -la contra a ferramenta de corte girando ou girando. Existem também vários tipos de giro CNC, incluindo:
A torção CNC reta ou cilíndrica é adequada para cortes grandes.
A torneamento do CNC diminuto é adequado para criar peças com formas semelhantes a cones.
Existem várias diretrizes que você pode usar na torneamento de CNC de plástico, incluindo:
Verifique se as bordas de corte têm um ancinho traseiro negativo para minimizar o fricção.
As bordas de corte devem ter um grande ângulo de alívio.
Polgo a superfície da peça de trabalho para obter um melhor acabamento da superfície e o acúmulo de material reduzido.
Reduza a taxa de alimentação para melhorar a precisão dos cortes finais (use uma taxa de alimentação de 0,015 IPR para cortes ásperos e 0,005 IPR para cortes precisos).
Adapte a folga, a lateral e a aquisição de ângulos ao material plástico.
CNC Milling
A moagem do CNC envolve o uso de um cortador de moagem para remover o material da peça de trabalho para obter a peça necessária. Existem diferentes máquinas de moagem CNC divididas em moinhos de 3 eixos e moinhos de vários eixos.
Por um lado, uma máquina de moagem CNC de 3 eixos pode se mover em três eixos lineares (da esquerda para a direita, para frente e para trás, para cima e para baixo). Como resultado, é adequado para criar peças com designs simples. Por outro lado, as fábricas de vários eixos podem se mover em mais de três eixos. Como resultado, é adequado para peças plásticas de usinagem de CNC com geometrias complicadas.
Existem várias diretrizes que você pode usar no moinho de CNC plástico, incluindo:
Máquina de um termoplástico reforçado com carbono ou vidro com ferramentas de carbono.
Aumente a velocidade do eixo usando grampos.
Reduza a concentração de tensão criando cantos internos arredondados.
Esfriando diretamente no roteador para dispersar o calor.
Escolha velocidade de rotação.
Deburar peças plásticas após o moagem para melhorar o acabamento da superfície.
Perfuração do CNC
A perfuração CNC de plástico envolve a criação de um orifício em uma peça de trabalho de plástico usando uma broca montada com uma broca. O tamanho e a forma da broca determinam o tamanho do orifício. Além disso, também desempenha um papel na evacuação de chips. Os tipos de broca que você pode usar incluem bancada, vertical e radial.
Existem várias diretrizes que você pode usar na perfuração CNC plástica, incluindo:
Certifique -se de usar bits de perfuração CNC nítidos para evitar o estresse na peça de trabalho de plástico.
Use a broca certa. Por exemplo, uma broca de 90 a 118 ° com um ângulo labial de 9 a 15 ° é adequada para a maioria termoplástica (para acrílico, use um ancinho de 0 °).
Certifique -se de uma ejeção fácil de chip escolhendo a broca certa.
Use um sistema de refrigeração para aliviar mais gerado durante o processo de usinagem.
Para remover a broca CNC sem danos, verifique se a profundidade da perfuração é inferior a três ou quatro vezes. o diâmetro da broca. Além disso, reduza a taxa de alimentação quando a broca quase sair do material.
Alternativas à usinagem plástica
Além da usinagem de peças de plástico CNC, outros processos rápidos de prototipagem podem servir como alternativas. Os comuns incluem:
Moldagem por injeção
Este é um processo popular de produção em massa para trabalhar com peças de trabalho plásticas. A moldagem por injeção envolve a criação de um molde a partir de alumínio ou aço, dependendo de fatores como a longevidade. Posteriormente, o plástico fundido é injetado na cavidade do molde, esfria e forma a forma desejada.
A moldagem por injeção de plástico é adequada para prototipagem e fabricação de peças reais. Além disso, é um método econômico adequado para peças com designs complexos e simples. Além disso, as peças moldadas por injeção dificilmente requerem trabalho adicional de trabalho ou superfície.
Impressão 3D
A impressão 3D é o método de prototipagem mais comum usado em empresas de pequena escala. O processo de fabricação aditivo é uma ferramenta de prototipagem rápida, que compreende tecnologias como estereolitografia (SLA), modelagem de deposição fundida (FDM) e sinterização seletiva a laser (SLS) usada para trabalhar em termoplásticos como nylon, PLA, ABS e ULTEM.
Cada tecnologia envolve a criação de modelos digitais 3D e a criação da camada de peças desejadas por camada. É como a usinagem de CNC plástica, embora incorre em desperdício menor de material, ao contrário do último. Além disso, elimina a necessidade de ferramentas e é mais adequado para fazer peças com projetos complexos.
Elenco de vácuo
Fundição a vácuo ou fundição de poliuretano/uretano envolve moldes e resinas de silício para fazer uma cópia de um padrão mestre. O processo de prototipagem rápido é adequado para criar plástico com alta qualidade. Além disso, as cópias são aplicáveis na visualização de idéias ou na solução de problemas de falhas de design.
Aplicações industriais de usinagem de plástico CNC
A usinagem CNC plástica é amplamente aplicável devido a benefícios como precisão, precisão e tolerância rígida. As aplicações industriais comuns do processo incluem:
Indústria médica
Atualmente, a usinagem de plástico CNC é aplicável na fabricação de peças usinadas médicas, como membros protéticos e corações artificiais. Seu alto grau de precisão e repetibilidade permite que ela atenda aos rigorosos padrões de segurança exigidos pelo setor. Além disso, há uma infinidade de opções materiais e produz formas complexas.
Componentes automotivos
Os designers de carros e os engenheiros usam usinagem CNC de plástico para criar componentes e protótipos automotivos em tempo real. O plástico é amplamente aplicável no setor, fabricando peças plásticas CNC personalizadas, como painéis devido ao seu leve, o que reduz o consumo de combustível. Além disso, o plástico é resistente à corrosão e desgaste, que a maioria dos componentes automotivos experimenta. Além disso, o plástico é moldável em formas complexas facilmente.
Peças aeroespaciais
A fabricação aeroespacial requer um método de fabricação com alta precisão e tolerâncias apertadas. Como resultado, o setor opta pela usinagem CNC no design, teste e construção de diferentes peças usinadas aeroespaciais. Os materiais plásticos são aplicáveis devido à sua adequação a formas complexas, força, produtos químicos leves e altos e resistência ao calor.
Indústria eletrônica
A indústria eletrônica também favorece a usinagem plástica CNC devido à sua alta precisão e repetibilidade. Atualmente, o processo é usado para fabricar peças eletrônicas plásticas usinadas em CNC, como gabinetes de arame, teclados de dispositivo e telas de LCD.
Quando escolher a usinagem CNC de plástico
Escolher entre os muitos processos de fabricação plástica discutidos acima pode ser um desafio. Como resultado, abaixo está algumas considerações que podem ajudá -lo a decidir se a usinagem CNC plástica é o melhor processo para o seu projeto:
Se o design do protótipo plástico com tolerância rígida
A usinagem plástica CNC é o melhor método para fazer peças com projetos que exigem tolerâncias apertadas. Uma máquina de moagem CNC convencional pode obter uma tolerância rígida de cerca de 4 μm.
Se o protótipo plástico requer acabamento superficial de qualidade
A CNC Machine oferece um acabamento superficial de alta qualidade, tornando-o adequado se o seu projeto não precisar de um processo adicional de acabamento de superfície. Isso é diferente da impressão 3D, que deixa marcas de camada durante a impressão.
Se o protótipo plástico requer materiais especiais
A usinagem CNC plástica pode ser usada para produzir peças de uma ampla gama de materiais plásticos, incluindo aqueles com propriedades especiais, como resistência de alta temperatura, alta resistência ou alta resistência química. Isso o torna uma escolha ideal para criar protótipos com requisitos especializados.
Se seus produtos estiverem em estágio de teste
A usinagem CNC depende de modelos 3D, que são fáceis de alterar. Como o estágio de teste requer modificação constante, a usinagem CNC permite que designers e fabricantes criem protótipos de plástico funcionais para testar e solucionar falhas de design.
· Se você precisar de uma opção econômica
Como outros métodos de fabricação, a usinagem de CNC plástica é adequada para tornar as peças econômicas. Os plásticos são menos caros que os metais e outros materiais, como compósitos. Além disso, o controle numérico do computador é mais preciso e o processo é adequado para um design complexo.
Conclusão
A usinagem plástica do CNC é um processo amplamente aceito industrialmente devido à sua precisão, velocidade e adequação para fazer peças com tolerância rígida. Este artigo fala sobre os diferentes materiais de usinagem CNC compatíveis com o processo, técnicas disponíveis e outras coisas que podem ajudar seu projeto.
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Hora de postagem: novembro-2023