Một mô tả phổ biến về gia công CNC, hầu hết các lần, liên quan đến việc làm việc với phôi kim loại. Tuy nhiên, không chỉ gia công CNC áp dụng rộng rãi cho nhựa, mà gia công CNC nhựa cũng là một trong những quy trình gia công phổ biến trong một số ngành công nghiệp.
Việc chấp nhận gia công nhựa như một quy trình sản xuất là do nhiều vật liệu CNC nhựa có sẵn. Hơn nữa, với việc giới thiệu điều khiển số máy tính, quá trình này trở nên chính xác hơn, nhanh hơn và phù hợp để tạo ra các bộ phận có khả năng chịu đựng chặt chẽ. Bạn biết bao nhiêu về gia công CNC nhựa? Bài viết này thảo luận về các tài liệu tương thích với quy trình, các kỹ thuật có sẵn và những thứ khác có thể giúp dự án của bạn.
Nhựa cho gia công CNC
Nhiều loại nhựa có thể thực hiện phù hợp để sản xuất các bộ phận và sản phẩm sản xuất một số ngành công nghiệp. Việc sử dụng của chúng phụ thuộc vào tính chất của chúng, với một số nhựa có thể thực hiện, chẳng hạn như nylon, có tính chất cơ học tuyệt vời cho phép chúng thay thế kim loại. Dưới đây là nhựa phổ biến nhất cho gia công nhựa tùy chỉnh:
Abs:
Acrylonitrile butadien styrene, hay ABS, là một vật liệu CNC nhẹ được biết đến với khả năng chống va đập, sức mạnh và khả năng gia công cao. Mặc dù nó tự hào có tính chất cơ học tốt, sự ổn định hóa học thấp của nó thể hiện rõ ở mức độ mẫn cảm với mỡ, rượu và các dung môi hóa học khác. Ngoài ra, độ ổn định nhiệt của ABS nguyên chất (nghĩa là ABS không có chất phụ gia) thấp, vì polymer nhựa sẽ đốt ngay cả sau khi loại bỏ ngọn lửa.
Ưu điểm
Nó là nhẹ mà không mất sức mạnh cơ học.
Các polymer nhựa có khả năng có hiệu quả cao, làm cho nó trở thành một vật liệu tạo mẫu nhanh phổ biến rất phổ biến.
ABS có điểm nóng chảy thấp phù hợp (điều này rất quan trọng đối với các quá trình tạo mẫu nhanh khác như in 3D và ép phun).
Nó có độ bền kéo cao.
ABS có độ bền cao, có nghĩa là tuổi thọ dài hơn.
Nó là giá cả phải chăng.
Nhược điểm
Nó giải phóng khói nhựa nóng khi chịu nhiệt.
Bạn cần thông gió thích hợp để ngăn chặn sự tích tụ của các loại khí như vậy.
Nó có một điểm nóng chảy thấp có thể gây biến dạng từ nhiệt do máy CNC tạo ra.
Ứng dụng
ABS là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật rất phổ biến được sử dụng bởi nhiều dịch vụ tạo mẫu nhanh trong việc sản xuất các sản phẩm do tính chất tuyệt vời và khả năng chi trả của nó. Nó được áp dụng trong các ngành công nghiệp điện và ô tô trong việc tạo ra các bộ phận như mũ bàn phím, vỏ điện tử và các thành phần bảng điều khiển xe hơi.
Nylon
Nylon hoặc polyamide là một loại polymer nhựa ma sát thấp với khả năng chống ảnh hưởng cao, hóa học và mài mòn. Các tính chất cơ học tuyệt vời của nó, chẳng hạn như sức mạnh (76MPa), độ bền và độ cứng (116R), làm cho nó rất phù hợp cho gia công CNC và cải thiện hơn nữa ứng dụng của nó trong các ngành sản xuất bộ phận ô tô và y tế.
Ưu điểm
Tính chất cơ học tuyệt vời.
Nó có độ bền kéo cao.
Hiệu quả chi phí.
Nó là một polymer nhẹ.
Nó có khả năng chịu nhiệt và hóa học.
Nhược điểm
Nó có độ ổn định chiều thấp.
Nylon có thể dùng độ ẩm dễ dàng.
Nó dễ bị axit khoáng mạnh.
Ứng dụng
Nylon là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật hiệu suất cao áp dụng cho tạo mẫu và sản xuất các bộ phận thực trong ngành y tế và ô tô. Thành phần được sản xuất từ vật liệu CNC bao gồm vòng bi, vòng đệm và ống.
Acrylic
Acrylic hoặc PMMA (poly methyl methacrylate) phổ biến trong gia công CNC nhựa do tính chất quang học của nó. Polymer nhựa là mờ và kháng cào, do đó các ứng dụng của nó trong các ngành công nghiệp đòi hỏi các tính chất như vậy. Bên cạnh đó, nó có tính chất cơ học rất tốt, rõ ràng về độ dẻo dai và sức đề kháng tác động của nó. Với sự rẻ tiền, gia công CNC acrylic đã trở thành một thay thế cho các polyme nhựa như polycarbonate và thủy tinh.
Ưu điểm
Nó là nhẹ.
Acrylic có khả năng kháng UV cao và chống tia cực tím.
Nó có khả năng gia công cao.
Acrylic có điện trở hóa học cao.
Nhược điểm
Nó không phải là chống lại nhiệt, tác động và mài mòn.
Nó có thể bị nứt dưới tải nặng.
Nó không kháng với các chất hữu cơ clo hóa/thơm.
Ứng dụng
Acrylic được áp dụng trong việc thay thế các vật liệu như polycarbonate và thủy tinh. Do đó, nó có thể áp dụng trong ngành công nghiệp ô tô để làm ống nhẹ và chỉ có chỉ số xe hơi và trong các ngành công nghiệp khác để chế tạo các tấm pin mặt trời, tán cây, v.v.
Pom
Pom hoặc Delrin (tên thương mại) là một vật liệu nhựa CNC có khả năng thực hiện cao được lựa chọn bởi nhiều dịch vụ gia công CNC cho cường độ cao và khả năng chống nhiệt, hóa chất và hao mòn. Có một số loại Delrin, nhưng hầu hết các ngành công nghiệp đều dựa vào Delrin 150 và 570 vì chúng ổn định kích thước.
Ưu điểm
Chúng là những vật liệu nhựa CNC có thể gia công nhất.
Họ có sức đề kháng hóa học tuyệt vời.
Chúng có sự ổn định chiều cao.
Nó có độ bền kéo cao và độ bền, đảm bảo tuổi thọ dài hơn.
Nhược điểm
Nó có sức đề kháng kém với axit.
Ứng dụng
POM tìm thấy ứng dụng của nó trên các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, trong lĩnh vực ô tô, nó được sử dụng để sản xuất các bộ phận dây an toàn. Ngành công nghiệp thiết bị y tế sử dụng nó để sản xuất bút insulin, trong khi lĩnh vực hàng tiêu dùng sử dụng POM để chế tạo thuốc lá điện tử và đồng hồ nước.
Hdpe
Nhựa polyetylen mật độ cao là một loại nhựa nhiệt dẻo với khả năng chống căng thẳng và hóa chất ăn mòn cao. Nó cung cấp các tính chất cơ học tuyệt vời như độ bền kéo (4000PSI) và độ cứng (R65) so với đối tác của nó, LDPE thay thế nó trong các ứng dụng bằng các yêu cầu đó.
Ưu điểm
Nó là một loại nhựa có thể thực hiện linh hoạt.
Nó có khả năng chống căng thẳng và hóa chất cao.
Nó có tính chất cơ học tuyệt vời.
ABS có độ bền cao, có nghĩa là tuổi thọ dài hơn.
Nhược điểm
Nó có sức đề kháng UV kém.
Ứng dụng
HDPE Nó có nhiều ứng dụng, bao gồm tạo mẫu, tạo bánh răng, vòng bi, bao bì, cách điện và thiết bị y tế. Đó là lý tưởng cho việc tạo mẫu vì nó có thể được gia công nhanh chóng và dễ dàng, và chi phí thấp của nó làm cho nó tuyệt vời để tạo ra nhiều lần lặp. Bên cạnh đó, nó là một vật liệu tốt cho các bánh răng do hệ số ma sát và khả năng chống mài mòn cao, và cho vòng bi, bởi vì nó tự bôi trơn và chống hóa học.
LDPE
LDPE là một loại polymer nhựa cứng, linh hoạt với khả năng chống hóa chất tốt và nhiệt độ thấp. Nó được áp dụng rộng rãi trong ngành sản xuất bộ phận y tế để làm bộ phận giả và chỉnh hình.
Ưu điểm
Nó là khó khăn và linh hoạt.
Nó có khả năng chống ăn mòn cao.
Thật dễ dàng để niêm phong bằng cách sử dụng các kỹ thuật nhiệt như hàn.
Nhược điểm
Nó là không phù hợp cho các bộ phận đòi hỏi sức đề kháng nhiệt độ cao.
Nó có độ cứng thấp và cường độ cấu trúc.
Ứng dụng
LDPE thường được sử dụng để sản xuất các bánh răng tùy chỉnh và các thành phần cơ học, các thành phần điện như cách điện và vỏ cho các thiết bị điện tử, và các bộ phận có vẻ ngoài được đánh bóng hoặc bóng. Còn gì nữa. Hệ số ma sát thấp, khả năng chống cách điện cao và độ bền của nó làm cho nó trở thành một vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng hiệu suất cao.
Polycarbonate
PC là một loại polymer nhựa cứng nhưng nhẹ với chất làm chậm nhiệt và đặc tính cách điện. Giống như acrylic, nó có thể thay thế thủy tinh do độ trong suốt tự nhiên của nó.
Ưu điểm
Nó hiệu quả hơn hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật.
Nó là trong suốt một cách tự nhiên và có thể truyền ánh sáng.
Nó có màu rất tốt.
Nó có độ bền kéo cao và độ bền.
PC có khả năng chống lại axit, dầu và mỡ pha loãng.
Nhược điểm
Nó suy giảm sau khi tiếp xúc kéo dài với nước trên 60 ° C.
Nó dễ bị mòn hydrocarbon.
Nó sẽ màu vàng theo thời gian sau khi tiếp xúc với tia UV kéo dài.
Ứng dụng
Dựa trên các tính chất ánh sáng của nó, polycarbonate có thể thay thế vật liệu thủy tinh. Do đó, nó được sử dụng để tạo ra kính bảo hộ an toàn và CD/DVD. Bên cạnh đó, nó phù hợp để thực hiện các dụng cụ phẫu thuật và bộ ngắt mạch.
Phương pháp gia công bằng nhựa CNC
Gia công phần nhựa CNC liên quan đến việc sử dụng máy điều khiển bằng máy tính để loại bỏ một phần của polymer nhựa để tạo thành sản phẩm mong muốn. Quá trình sản xuất trừ có thể tạo ra vô số bộ phận với khả năng chịu đựng chặt chẽ, tính đồng nhất và độ chính xác bằng các phương pháp sau.
CNC quay
CNC Turn là một kỹ thuật gia công liên quan đến việc giữ phôi trên máy tiện và xoay nó theo công cụ cắt bằng cách quay hoặc quay. Ngoài ra còn có một số loại lượt CNC, bao gồm:
Xoay CNC thẳng hoặc hình trụ phù hợp cho các vết cắt lớn.
Taper CNC Turn phù hợp để tạo ra các bộ phận có hình dạng giống như hình nón.
Có một số hướng dẫn mà bạn có thể sử dụng trong lần quay CNC bằng nhựa, bao gồm:
Đảm bảo các cạnh cắt có cào lưng âm để giảm thiểu cọ xát.
Các cạnh cắt nên có một góc cứu trợ tuyệt vời.
Đánh bóng bề mặt phôi cho một bề mặt hoàn thiện tốt hơn và giảm tích tụ vật liệu.
Giảm tốc độ thức ăn để cải thiện độ chính xác của các vết cắt cuối cùng (sử dụng tốc độ thức ăn là 0,015 IPR cho các vết cắt thô và 0,005 IPR để cắt chính xác).
Điều chỉnh các góc giải phóng mặt bằng, bên và góc với vật liệu nhựa.
Phay CNC
Phay CNC liên quan đến việc sử dụng máy cắt phay để loại bỏ vật liệu khỏi phôi để có được phần cần thiết. Có các máy phay CNC khác nhau được chia thành các nhà máy 3 trục và các nhà máy đa trục.
Một mặt, máy phay CNC 3 trục có thể di chuyển theo ba trục tuyến tính (từ trái sang phải, qua lại, lên và xuống). Kết quả là, nó rất phù hợp để tạo ra các bộ phận với các thiết kế đơn giản. Mặt khác, các nhà máy đa trục có thể di chuyển theo hơn ba trục. Kết quả là, nó phù hợp cho các bộ phận nhựa gia công CNC với hình học phức tạp.
Có một số hướng dẫn mà bạn có thể sử dụng trong phay CNC nhựa, bao gồm:
Máy một loại nhựa nhiệt dẻo được gia cố bằng carbon hoặc thủy tinh với dụng cụ carbon.
Tăng tốc độ trục chính bằng cách sử dụng kẹp.
Giảm nồng độ căng thẳng bằng cách tạo ra các góc bên trong tròn.
Làm mát trực tiếp trên bộ định tuyến để phân tán nhiệt.
Chọn tốc độ quay.
Debur các bộ phận nhựa sau khi phay để cải thiện hoàn thiện bề mặt.
Khoan CNC
Khoan nhựa CNC liên quan đến việc tạo ra một lỗ trong phôi nhựa bằng cách sử dụng máy khoan gắn với một mũi khoan. Kích thước và hình dạng của mũi khoan xác định kích thước của lỗ. Hơn nữa, nó cũng đóng một vai trò trong việc sơ tán chip. Các loại máy khoan bạn có thể sử dụng bao gồm băng ghế, thẳng đứng và xuyên tâm.
Có một số hướng dẫn mà bạn có thể sử dụng trong khoan nhựa CNC, bao gồm:
Đảm bảo bạn sử dụng các bit khoan CNC sắc nét để tránh gây căng thẳng cho phôi nhựa.
Sử dụng mũi khoan phù hợp. Ví dụ, mũi khoan 90 đến 118 ° với góc môi 9 đến 15 ° phù hợp với hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo (đối với acrylic, sử dụng cào 0 °).
Đảm bảo phóng chip dễ dàng bằng cách chọn mũi khoan phù hợp.
Sử dụng một hệ thống làm mát để giảm bớt được tạo ra nhiều hơn trong quá trình gia công.
Để loại bỏ mũi khoan CNC mà không bị hư hại, hãy đảm bảo độ sâu khoan nhỏ hơn ba hoặc bốn lần. đường kính khoan. Ngoài ra, giảm tốc độ thức ăn khi mũi khoan gần như thoát khỏi vật liệu.
Các lựa chọn thay thế cho gia công nhựa
Ngoài gia công phần nhựa CNC, các quy trình tạo mẫu nhanh khác có thể đóng vai trò là lựa chọn thay thế. Những cái phổ biến bao gồm:
Đúc phun
Đây là một quá trình sản xuất hàng loạt phổ biến để làm việc với phôi nhựa. Đúc phun liên quan đến việc tạo ra một khuôn từ nhôm hoặc thép tùy thuộc vào các yếu tố như tuổi thọ. Sau đó, nhựa nóng chảy được tiêm vào khoang khuôn, nguội và tạo thành hình dạng mong muốn.
Đúc phun nhựa phù hợp cho cả tạo mẫu và sản xuất các bộ phận thực. Bên cạnh đó, nó là một phương pháp hiệu quả chi phí phù hợp cho các bộ phận có thiết kế phức tạp và đơn giản. Hơn nữa, các bộ phận đúc phun hầu như không cần thêm công việc hoặc xử lý bề mặt.
In 3D
In 3D là phương pháp tạo mẫu phổ biến nhất được sử dụng trong các doanh nghiệp quy mô nhỏ. Quá trình sản xuất phụ gia là một công cụ tạo mẫu nhanh bao gồm các công nghệ như lập thể lập thể (SLA), mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM) và thiêu kết laser chọn lọc (SLS) được sử dụng để làm việc trên nhựa nhiệt dẻo như nylon, PLA, ABS và ULTEM.
Mỗi công nghệ liên quan đến việc tạo ra các mô hình kỹ thuật số 3D và xây dựng lớp các bộ phận mong muốn từng lớp. Điều này giống như gia công CNC nhựa, mặc dù nó phải chịu chất thải vật liệu ít hơn, không giống như sau này. Hơn nữa, nó loại bỏ sự cần thiết của dụng cụ và phù hợp hơn để tạo ra các bộ phận với các thiết kế phức tạp.
Đúc chân không
Đúc chân không hoặc đúc polyurethane/urethane liên quan đến khuôn silicon và nhựa để tạo một bản sao của một mẫu chính. Quá trình tạo mẫu nhanh chóng phù hợp để tạo ra nhựa với chất lượng cao. Hơn nữa, các bản sao được áp dụng trong việc trực quan hóa các ý tưởng hoặc khắc phục các lỗ hổng thiết kế.
Các ứng dụng công nghiệp của gia công CNC nhựa
Gia công bằng nhựa CNC được áp dụng rộng rãi do lợi ích như độ chính xác, độ chính xác và khả năng chịu đựng chặt chẽ. Các ứng dụng công nghiệp phổ biến của quy trình bao gồm:
Ngành y tế
Gia công bằng nhựa CNC hiện đang được áp dụng trong các bộ phận gia công y tế như chân tay giả và trái tim nhân tạo. Mức độ chính xác và độ lặp lại cao của nó cho phép nó đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt theo yêu cầu của ngành. Hơn nữa, có vô số tùy chọn vật liệu, và nó tạo ra các hình dạng phức tạp.
Thành phần ô tô
Cả các nhà thiết kế xe hơi và kỹ sư đều sử dụng gia công bằng nhựa CNC để làm các thành phần và nguyên mẫu ô tô thời gian thực. Nhựa được áp dụng rộng rãi trong ngành trong việc chế tạo các bộ phận bằng nhựa CNC tùy chỉnh như bảng điều khiển do nó nhẹ, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Hơn nữa, nhựa có khả năng chống ăn mòn và hao mòn, mà hầu hết các thành phần ô tô đều trải qua. Bên cạnh đó, nhựa có thể đúc thành hình dạng phức tạp một cách dễ dàng.
Các bộ phận hàng không vũ trụ
Sản xuất phần hàng không vũ trụ đòi hỏi một phương pháp sản xuất có độ chính xác cao và dung sai chặt chẽ. Do đó, ngành công nghiệp chọn gia công CNC trong việc thiết kế, thử nghiệm và xây dựng các bộ phận gia công hàng không vũ trụ khác nhau. Vật liệu nhựa được áp dụng do sự phù hợp của chúng đối với các hình dạng phức tạp, sức mạnh, hóa chất nhẹ và cao, và khả năng chống nhiệt.
Ngành công nghiệp điện tử
Ngành công nghiệp điện tử cũng ủng hộ gia công nhựa CNC do độ chính xác và độ lặp lại cao. Hiện tại, quá trình này được sử dụng để chế tạo các bộ phận điện tử bằng nhựa được sản xuất CNC như vỏ dây, bàn phím thiết bị và màn hình LCD.
Khi nào nên chọn gia công bằng nhựa CNC
Lựa chọn từ nhiều quy trình sản xuất nhựa được thảo luận ở trên có thể là một thách thức. Kết quả là, dưới đây là một vài cân nhắc có thể giúp bạn quyết định xem gia công CNC nhựa có phải là quá trình tốt hơn cho dự án của bạn không:
Nếu thiết kế nguyên mẫu nhựa với dung sai chặt chẽ
Gia công bằng nhựa CNC là phương pháp tốt hơn để tạo ra các bộ phận với các thiết kế đòi hỏi phải chịu đựng chặt chẽ. Một máy phay CNC thông thường có thể đạt được dung sai chặt chẽ khoảng 4 μm.
Nếu nguyên mẫu nhựa yêu cầu hoàn thiện bề mặt chất lượng
CNC Machine cung cấp một bề mặt chất lượng cao làm cho nó phù hợp nếu dự án của bạn không cần một quy trình hoàn thiện bề mặt bổ sung. Điều này không giống như in 3D, để lại dấu lớp trong quá trình in.
Nếu nguyên mẫu nhựa yêu cầu vật liệu đặc biệt
Gia công bằng nhựa CNC có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận từ một loạt các vật liệu nhựa, bao gồm cả những vật liệu có tính chất đặc biệt như điện trở nhiệt độ cao, cường độ cao hoặc khả năng chống hóa chất cao. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để tạo các nguyên mẫu với các yêu cầu chuyên môn.
Nếu sản phẩm của bạn đang trong giai đoạn thử nghiệm
Gia công CNC dựa trên các mô hình 3D, rất dễ thay đổi. Vì giai đoạn thử nghiệm đòi hỏi phải sửa đổi liên tục, gia công CNC cho phép các nhà thiết kế và nhà sản xuất tạo ra các nguyên mẫu nhựa chức năng để kiểm tra và khắc phục các lỗ hổng thiết kế.
· Nếu bạn cần một lựa chọn kinh tế
Giống như các phương pháp sản xuất khác, gia công CNC bằng nhựa phù hợp để làm cho các bộ phận hiệu quả về chi phí. Nhựa ít tốn kém hơn kim loại và các vật liệu khác, chẳng hạn như vật liệu tổng hợp. Hơn nữa, điều khiển số máy tính chính xác hơn và quá trình này phù hợp cho thiết kế phức tạp.
Phần kết luận
Gia công nhựa CNC là một quá trình được chấp nhận rộng rãi về mặt công nghiệp do độ chính xác, tốc độ và sự phù hợp của nó để tạo ra các bộ phận có khả năng chịu đựng chặt chẽ. Bài viết này nói về các vật liệu gia công CNC khác nhau tương thích với quy trình, các kỹ thuật có sẵn và những thứ khác có thể giúp dự án của bạn.
Chọn kỹ thuật gia công phù hợp có thể rất khó khăn, yêu cầu bạn phải thuê ngoài cho một nhà cung cấp dịch vụ CNC bằng nhựa. Tại Guansheng, chúng tôi cung cấp các dịch vụ gia công CNC nhựa tùy chỉnh và có thể giúp bạn tạo các phần khác nhau để tạo mẫu hoặc sử dụng thời gian thực dựa trên các yêu cầu của bạn.
Chúng tôi có một số vật liệu nhựa phù hợp cho gia công CNC với quy trình lựa chọn nghiêm ngặt và hợp lý. Hơn nữa, nhóm kỹ thuật của chúng tôi có thể cung cấp lời khuyên lựa chọn vật liệu chuyên nghiệp và đề xuất thiết kế. Tải lên thiết kế của bạn ngay hôm nay và nhận báo giá ngay lập tức và phân tích DFM miễn phí với giá cạnh tranh.
Thời gian đăng: Tháng 11-13-2023