Usinage CNC ABS : tout ce que vous devez savoir

« L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un thermoplastique reconnu pour sa résistance, sa flexibilité et son excellente usinabilité. Il s'adresse à de nombreuses industries, que ce soit pour le prototypage ou la production finale. "

service d'usinage de plastique ABS englobe la fabrication précise de l'acrylonitrile butadiène styrène, un thermoplastique polyvalent, en pièces personnalisées. Une expertise est requise pour préserver les forces du matériau dans le produit final. 

L'usinage CNC ABS offre une solution polyvalente pour créer des pièces et des produits durables et de haute qualité. Les pièces ABS usinées CNC sont utilisées dans presque tout, des casques de protection aux instruments de musique, car elles peuvent être façonnées dans des conceptions complexes avec des tolérances serrées. De plus, ils sont compatibles avec les opérations d'usinage CNC telles que le fraisage, le tournage, le perçage et le routage. Cet article abordera les nuances de l'usinage du plastique ABS, diverses techniques, processus, avantages, coûts, etc.

Qu’est-ce que le plastique ABS ?

Structure chimique du plastique ABS. Matériau

Plastique ABS Il s'agit d'un polymère thermoplastique composé d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène. Il est reconnu pour son excellente robustesse et sa grande polyvalence dans diverses applications.   

• Acrylonitrile : Il offre une stabilité chimique et thermique.
• Butadiène : Ce composant contribue à la ténacité et à la résistance aux chocs.
• Styrène : Il offre rigidité et facilité de traitement.

Que sont les plastiques ABS ? Propriétés?

L'ABS possède de nombreuses propriétés précieuses, ce qui le rend adapté à diverses industries. Il offre une résistance mécanique élevée, une résistance aux chocs, une durée de vie à la fatigue, une résistance à la corrosion, un retardateur de flamme, une stabilité thermique, etc. Discutons plus en détail des propriétés importantes.

• Force mécanique

L'ABS est un thermoplastique solide avec une résistance à la traction de 29.6 à 48 MPa. Il peut supporter des charges élevées sans se déformer ni se fissurer. La plénitude compacte des monomères dans la structure interne offre une résistance mécanique et une capacité de charge élevées.

• La résistance aux chocs

Il est capable de résister aux chocs ou à l'énergie à fort impact sans perdre ses propriétés et toute forme de défaillance matérielle. L'ABS a une résistance aux chocs moyenne de 20 kJ/m² pour la tôle encochée et de 58 kJ/m² pour la tôle non encochée (LISTE DES PROPRIÉTÉS DES MATÉRIAUX PLASTIQUE ABS, 2020), ce qui en fait un choix de matériau approprié pour les applications où les pièces doivent résister à des chocs réguliers, comme les escaliers d'embarquement des avions.

• Résistance chimique

Le plastique ABS résiste à la plupart des composés chimiques, tels que les acides, les alcalis, les huiles minérales et les huiles végétales. Cependant, il peut réagir avec l'acide acétique glacial concentré, les esters aromatiques et le tétrachlorure de carbone.

• Dureté

Le plastique ABS est connu pour sa dureté (200 – 215 J/m). Sa rigidité et sa dureté le rendent résistant aux rayures et à l'abrasion, ce qui lui permet d'être utilisé dans des composants structurels pour différentes applications.

• Isolation électrique

Les pièces ABS ne posent pas de problème aux chocs à haute tension. Ils fonctionnent parfaitement comme isolant électrique et bloquent le flux de courant, une qualité essentielle pour les applications d’isolation.

• Luminosité de surface

La luminosité de la surface est une propriété esthétique qui confère aux pièces ABS un aspect attrayant. La brillance et le brillant de la surface ABS la rendent utile lorsque l'esthétique est essentielle.

• Retardateur de flamme

L'ABS peut fonctionner dans une plage de températures allant de -50°C à 70°C sans dégrader les propriétés physiques, mécaniques ou chimiques. Il présente une fonctionnalité supérieure dans cette plage de températures. L’ABS est également connu comme un excellent plastique ignifuge, capable de ralentir un incendie et même de l’arrêter en empêchant la propagation des flammes.

Tableau : Principales propriétés mécaniques de l'ABS. Matériau

Cliquez ici pour télécharger: Feuille de propriétés du plastique ABS

Usinage du plastique ABS 

L'ABS s'usine facilement par commande numérique (CNC) grâce à des procédés tels que le fraisage, le tournage, le détourage et le perçage. Avec l'outillage approprié, il est aisé de garantir une bonne précision dimensionnelle et une excellente qualité de surface. Les outils en acier rapide sont couramment utilisés, tandis que les outils en carbure sont privilégiés pour les productions en grande série ou les applications exigeantes. Les paramètres de coupe doivent être sélectionnés avec soin. Des avances et des vitesses de rotation trop faibles peuvent générer un échauffement excessif, tandis que des vitesses de broche trop élevées peuvent provoquer des arrachements ou une mauvaise qualité d'arête.

Lors du choix d'un plastique, il est également utile de comparer ABS vs PEHDet ABS vs Nylon. L'ABS offre une meilleure stabilité dimensionnelle et un état de surface plus lisse que le PEHD, tandis que le nylon assure une résistance à l'usure et une robustesse mécanique supérieures pour les pièces soumises à des charges. Le choix du matériau dépend de l'environnement d'utilisation et de la fonction du composant.

fraisage CNC est l'opération la plus courante utilisée par l'ABS pour transférer la pièce dans la forme souhaitée. En fonction des besoins particuliers, il peut être fraisé avec différentes tailles d'outils, de la fraise à bout plat 1/8″ à la fraise à bout plat 1/64″ (Emily A., 2019). D'autres paramètres de fonctionnement des machines CNC, tels que l'avance, la vitesse de broche et la profondeur de coupe, doivent être ajustés en fonction de la taille de l'outil.

Par example (La source)

• Taille de l'outil (fraise plate 1/8″) : vitesse d'avance de 1500 16 mm/min, 400 1.27 tr/min, XNUMX mm de longueur de passe maximale.
• Taille de l'outil (fraise plate 1/64″) : vitesse d'avance de 762 16 mm/min, 400 0.254 tr/min, XNUMX mm de longueur de passe maximale.

ABS usiné CNC

Lors de l'utilisation de cet énorme outil, le régime doit être ajusté à un niveau inférieur, ce qui limite la longueur de passe maximale. La comparaison de l'usinage CNC de l'ABS avec un matériau métallique est assez similaire à l'usinage de l'aluminium 6061. Le maintien serré de la pièce en ABS est obligatoire et la batte d'outils optimale peut être configurée à l'aide de la simulation CAM. De plus, les outils en carbure constituent le meilleur remplacement pour l’acier à haute teneur en carbone. Cela élimine le risque que la pièce ait du duvet en haut ou en bas.

Le tableau suivant présente le processus étape par étape pour l'usinage CNC ABS avec une brève description de chacun. 

Tableau : Processus d'usinage CNC ABS 

Techniques d'usinage de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

L'usinage de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un processus minutieux qui nécessite une approche stratégique. Des techniques spécifiques sont utilisées pour exploiter tout le potentiel du plastique ABS, chacune étant adaptée pour répondre aux exigences uniques de différents projets. Ces méthodes garantissent que les pièces ABS usinées CNC sont précises et répondent exactement aux spécifications et aux intentions de conception.

Fraisage du plastique ABS

Le fraisage s’impose comme une technique polyvalente pour l’usinage du plastique ABS. Ce processus joue un rôle déterminant dans la création de formes complexes et de détails complexes à partir du matériau ABS. Le fraisage permet une haute précision, permettant aux fabricants d'obtenir les géométries exactes requises pour la pièce. Pendant le fraisage, un outil rotatif enlève de la matière de la pièce. 

Voici les considérations cruciales dans Fraisage CNC ABS ; 

• Sélection des outils : le choix des fraises en bout ou des fraises à surfacer appropriées est essentiel. (Des outils en carbure sont recommandés)
• Vitesse et avances : correctement optimisées pour un fraisage efficace et précis.
• Refroidissement : L'ABS ayant un point de fusion bas, il est essentiel de s'assurer que le matériau ne surchauffe pas.

Activer l'ABS sur un tour

Le tournage de l'ABS sur tour est particulièrement adapté à la réalisation de pièces cylindriques. Dans cette technique, la pièce en ABS tourne et un outil de coupe en un seul point enlève la matière, améliorant ainsi la précision et la finition de surface de la pièce.

Tableau : Facteurs clés dans le tournage ABS

Perçage et taraudage

Le perçage et le taraudage sont d’autres techniques essentielles dans l’usinage CNC ABS. Ils jouent un rôle déterminant dans l’ajout de fonctionnalités fonctionnelles telles que des trous et des filetages. Ces processus sont vitaux pour les composants qui nécessitent un assemblage ou l’incorporation de pièces supplémentaires.

Tableau : Facteurs clés dans le perçage et le taraudage de l'ABS

Gravure et gravure

La gravure et la gravure sont des techniques utilisées pour ajouter des textes, des logos ou des motifs complexes sur la surface des pièces ABS. Ces méthodes améliorent l'attrait esthétique et la fonctionnalité des composants, les rendant adaptés à diverses applications, notamment la signalisation, l'image de marque ou la décoration.

Voici les considérations essentielles pour la gravure et la gravure de l'ABS :

• Profondeur de coupe : La profondeur de gravure ou de gravure doit être soigneusement contrôlée pour maintenir l'intégrité de la pièce.
• Précision de l'outil : Des outils de haute précision sont essentiels pour réaliser des conceptions détaillées et précises.
• Vitesse et taux d'alimentation : Ceux-ci doivent être optimisés pour éviter toute brûlure ou déformation du matériau, garantissant ainsi des gravures ou des gravures propres et nettes.

Considération importante dans l'usinage CNC ABS

Il n'y a presque aucun risque d'usure sur l'outil et défauts d'usinage tout en travaillant avec du plastique ABS si vous considérez les quelques précautions lors de l'usinage.

• Considérez l'épaisseur de paroi minimale de 0.5 mm pour éviter le gauchissement.
• La profondeur de coupe peut être dix fois supérieure au diamètre de l'outil.
• La température de l'outil doit être surveillée car la friction entre l'outil et la pièce en ABS peut rapidement chauffer l'outil.
• L'utilisation de lubrifiants de refroidissement est indispensable lors des opérations de perçage afin de limiter l'usure de l'outil. En effet, les copeaux chauds peuvent endommager sa surface et faire fondre le matériau. De plus, le matériau peut adhérer lors de son évacuation du trou.
• L'utilisation de l'outil carbure limite les changements fréquents de configuration de l'outil car il dure plus longtemps.
• Travailler avec du matériau ABS peut provoquer une irritation cutanée. Assurez-vous de bien vous laver les mains après chaque séance.

Coût d'usinage CNC ABS

Les aspects financiers de l’usinage CNC ABS impliquent divers facteurs influençant le coût global. Ces composants vont des subtilités de la conception à la sélection des machines, chacun jouant un rôle central dans la détermination de l'efficacité économique du processus d'usinage. Discutons des différents facteurs de coût d'usinage CNC ABS qui peuvent guider la planification budgétaire et la prise de décision. 

• Complexité de conception : Des conceptions plus complexes nécessitent un temps d’usinage supplémentaire et éventuellement un outillage spécial, ce qui augmente les coûts. De plus, les conceptions complexes nécessitent davantage de professionnels experts, ce qui augmente également les coûts.
• Coût des matériaux: Le prix du plastique ABS peut fluctuer en fonction des conditions du marché et des prix des fournisseurs.
• Temps d'usinage : La durée nécessaire pour réaliser chaque pièce a un impact sur le coût total d'usinage.
• Usure des outils : Des matériaux plus durs ou des conceptions complexes peuvent augmenter l’usure des outils, augmentant ainsi le coût.
• Volume: La production de pièces en grand volume peut réduire le coût unitaire grâce aux économies d’échelle.

Si vous comparez les plastiques techniques avant la production, consultez notre guide sur ABS vs polypropylène pour comprendre en quoi leurs caractéristiques d'usinage, leur résistance et leurs applications diffèrent.

Exemple concret de coût d'usinage CNC ABS

Prenons un scénario dans lequel une entreprise souhaite usiner des pièces en plastique ABS. Ils nécessitent 100 unités d'un composant mesurant 50 mm x 30 mm x 10 mm. Le coût du matériau pour le plastique ABS est d'environ 2 $ par kg, et l'entreprise a négocié un taux horaire de 50 $ pour le fonctionnement de la machine CNC.

Coût matériel

• Le volume d'un composant : 50 mm × 30 mm × 10 mm = 15,000 15 mm = XNUMX cm³
• Densité du plastique ABS : env. 1.04 g/cm³
• Poids d'un composant : 15 cm³ x 1.04 g/cm³ = =15.6 grammes 
• Le coût du matériau = 100 composants x 15.6 (gramme) x 2 $/kg /1000 gramme = 3 $

Coût d'usinage

• Supposons qu'il faille 10 minutes pour usiner chaque composant ;
• Temps d'usinage total : 100 composants × 10 minutes = 1000 16.66 minutes = XNUMX heures
• Coût d'usinage : 16.66 x 50 $/heure = 833.33 $

Coût total : 3.12 $ (matériau) + 833.33 $ (usinage) = 836.45 $

Comment puis-je minimiser le coût d’usinage de l’ABS ?

Maximiser la rentabilité des projets d’usinage CNC ABS tout en maintenant un engagement constant envers la qualité et la précision est possible. Explorons quelques stratégies pour atteindre cet équilibre délicat.

• Optimisation de la conception : Simplifier les conceptions sans compromettre la fonctionnalité peut réduire le temps et les coûts d’usinage.
• Sélection du matériau: Choisissez des qualités ABS qui offrent les propriétés nécessaires à l’application mais qui sont rentables.
• Pratiques d'usinage efficaces : Adoptez des pratiques qui maximisent l’efficacité, telles que des vitesses de coupe et des trajectoires d’outils appropriées.
• Maintenance préventive: Un entretien régulier des machines CNC garantit leur fonctionnement efficace, évitant ainsi des pannes et des temps d'arrêt coûteux.

De plus, la collaboration avec des fournisseurs de services d'usinage CNC expérimentés comme Prolean peut réduire considérablement le coût global de l'usinage CNC ABS sans sacrifier la précision et la qualité. Leur expertise en usinage CNC ABS peut être précieuse pour équilibrer coût et qualité dans vos projets de fabrication.

Quelles sont les options de finition de surface pour les pièces ABS usinées CNC ?

La finition des surfaces est une phase cruciale, bien que souvent sous-estimée, du cycle de production qui améliore les attributs esthétiques et fonctionnels du matériau. L'ABS est réputé pour son usinabilité et sa polyvalence et présente diverses options de finition de surface, chacune capable de conférer des caractéristiques distinctes au produit final. La finition en machine des pièces ABS implique une finition mate, qui peut être traitée davantage pour obtenir la finition souhaitée. Certaines approches de finition courantes pour les pièces ABS usinées CNC incluent le sablage aux billes, la galvanoplastie et la peinture.

Ponçage et Polissage

Le ponçage et le polissage sont des étapes fondamentales dans la finition de surface des pièces ABS. Ces procédés visent à lisser la surface, à éliminer les marques d'usinage et à préparer la pièce à d'autres opérations de finition ou à l'utilisation finale.

Pièce en ABS poli avec un design personnalisé

Voici les aspects clés du ponçage et du polissage :

• Supprime les marques d'outils et les irrégularités de surface
• Prépare la surface pour les processus de finition ultérieurs
• Cela peut être fait manuellement ou à l'aide de machines automatisées

Finition de peinture 

La peinture est une option de finition populaire qui améliore l’attrait esthétique des pièces ABS. Il permet de personnaliser l'apparence de la pièce tout en offrant une couche supplémentaire de protection contre les facteurs environnementaux.

• Une grande variété de couleurs et de styles sont disponibles
• Fournit une couche protectrice contre les facteurs environnementaux
• Peut améliorer la résistance de la pièce à l'usure

Electroplating

La galvanoplastie est un processus par lequel un revêtement métallique est déposé sur la surface de la pièce ABS. Ce processus est utilisé pour améliorer l'apparence et la résistance à la corrosion, ainsi que pour améliorer la durabilité globale de la pièce.

Voici les facteurs qui influencent la qualité de la galvanoplastie

• Type de métal utilisé pour le revêtement
• L'épaisseur souhaitée de la couche plaquée
• Préparation et nettoyage de la surface ABS avant galvanoplastie

Anodisation

Pièces ABS usinées CNC avec finition anodisée

L'anodisation est généralement utilisée pour les pièces métalliques mais peut également être appliquée à l'ABS lorsqu'une métallisation a été réalisée. Il s'agit d'un processus de finition qui améliore la résistance à la corrosion et à l'usure.

• Principalement utilisé après un processus de métallisation
• Améliore la résistance à l’usure et à la corrosion
• Modifie la structure de la surface pour absorber les colorants ou les adhésifs

Quels sont les avantages de l’usinage CNC ABS ?

Les propriétés de l'ABS répondent aux exigences de la fabrication moderne, facilitant l'usinage et un spectre d'applications allant des prototypes aux produits finis. Discutons des avantages qui font de l'usinage CNC ABS un choix privilégié parmi les professionnels.

• Usinabilité

La haute usinabilité de l'ABS permet de travailler avec n'importe quel Plastique CNC opération. Cela n’endommage pas l’outil et il n’y a aucun risque de dommage physique à la pièce. L'usinabilité contribue également à des tolérances serrées et à une finition de surface lisse.

• Précision et complexité

Un haut niveau de précision peut être maintenu avec n’importe quelle conception complexe. La configuration correcte de l'outil, les paramètres de coupe et la trajectoire d'outil optimisée contribuent à la précision dimensionnelle exceptionnelle des pièces ABS usinées CNC. Les machines CNC peuvent créer des pièces ABS avec une tolérance aussi basse que ± 0.005 mm.

• À bas prix

L'ABS est un thermoplastique technique peu coûteux qui peut être usiné avec la technologie CNC et une vitesse de production élevée. Moins de temps de production signifie réduire le coût global. De plus, le risque minimum de création de pièces défectueuses contribue également à minimiser le coût de production.

• Convient pour le prototypage

Le prototypage rapide est une étape cruciale de tout cycle de développement produit. L'ABS peut être utilisé pour la production de prototypes de tout produit en attente dans les secteurs concernés. L'ABS est une option intéressante pour le prototypage de produits métalliques et plastiques grâce à son faible coût, son usinabilité, sa précision et son rapport résistance/poids élevé.

• Recyclabilité

Comme tous les autres thermoplastiques, l'ABS est entièrement recyclable après le cycle de vie de la pièce ou du produit. Il peut être transformé en nouvelles feuilles ou barres par fusion et moulage. Il est avantageux en termes de coûts et d'effets environnementaux.

Quelles sont les applications de l'usinage CNC ABS ?

Comme mentionné précédemment, l'ABS peut être converti en parties souhaitables de différentes industries, notamment l'automobile, l'électronique et l'électricité, l'aérospatiale, les appareils électroménagers, la défense, les jouets, etc.

Services d'usinage CNC chez Prolean pour ABS

L'usinage CNC de pièces plastiques proposé par Prolean, notamment l'usinage de pièces en ABS, est conçu pour répondre aux besoins du prototypage à petite échelle comme de la production en grande série, sans compromis sur la précision ni la finition de surface. Nous utilisons des machines CNC de pointe capables de traiter aisément des formes complexes et des détails minutieux. Nos services ne se limitent pas à l'usinage : nous proposons également une assistance en matière de conception, de choix des matériaux et de post-traitement, afin de garantir que le produit final réponde aux exigences spécifiques de nos clients.

Les principales caractéristiques des services d'usinage CNC de Prolean pour l'ABS comprennent :

• Ingénierie de précision: Haute précision et répétabilité pour les pièces aux tolérances serrées.
• Personnalisation: Capacité à produire des pièces adaptées aux besoins uniques des clients.
• Évolutivité: Services adaptés aux prototypes uniques ainsi qu'aux séries de production en grande série.
• Options de finition: Divers services de post-traitement comme la peinture, le polissage et le sablage pour améliorer l'apparence et les performances des pièces.
• Assurance Qualité: Mesures de contrôle de qualité rigoureuses pour garantir que chaque pièce répond à des normes strictes.
• Consultation d'experts : Accès à l’équipe d’experts de Prolean pour l’optimisation de la conception et les conseils en matériaux.
• Délai d'exécution rapide : Des processus efficaces qui réduisent le délai entre la conception et la livraison.
• Rentabilité: Des modèles de tarification compétitifs qui offrent un bon rapport qualité-prix.

résumant 

L'usinage CNC ABS fusionne les capacités de fabrication moderne avec les qualités exceptionnelles du plastique ABS. Cette fusion donne naissance à des pièces qui répondent aux normes les plus élevées en matière de durabilité, de fonctionnalité et d’esthétique. Que vous cherchiez à réaliser des prototypes ou à produire des lots à grand volume, il est primordial de comprendre les techniques, les coûts et les avantages de l'usinage CNC ABS. Avec le bon fournisseur de services, tel que les services de fraisage CNC pour métaux de Prolean, vous pouvez exploiter tout le potentiel de l'ABS et obtenir des résultats exceptionnels dans votre projet de fabrication. 

Prolean fournit Service d'usinage ABS Pour les prototypes comme pour les pièces de production, nos ingénieurs et nos machines CNC de pointe permettent d'usiner l'ABS, d'autres plastiques techniques et des métaux avec une grande précision, pour une vaste gamme d'applications.

Si vous recherchez un service de fabrication à la demande pour votre projet d'usinage CNC, vous n'êtes plus qu'à quelques étapes de l'obtention de vos pièces. Envoyez-nous votre dessin à enquête et finalisez-le en consultant nos ingénieurs, puis nous procéderons immédiatement à sa conversion en réalité.

Les Questions

Qu'est-ce que le plastique ABS ?

L'ABS est le thermoplastique technique polyvalent utilisé dans les projets d'usinage CNC, adapté au développement de prototypes et à la production de masse.

Qu’est-ce qui rend l’ABS adapté à l’usinage CNC ?

L'ABS est durable, stable et facile à usiner, ce qui le rend idéal pour diverses applications CNC.

Comment fonctionne le processus d'usinage CNC ABS ?

Cela implique la conception en CAO, la mise en place de machines CNC, l'usinage de la pièce et le post-traitement.

Pouvez-vous usiner l'ABS CNC pour n'importe quelle application ?

Oui, l’ABS peut être usiné pour une large gamme d’applications grâce à sa polyvalence.

Quelles sont les applications typiques de l'usinage CNC ABS ?

L'usinage CNC ABS est important dans les secteurs de l'automobile, du médical, de l'électronique, de l'électricité, de l'aérospatiale, de la transformation des aliments et dans de nombreux autres secteurs. De plus, il est largement adopté dans le développement de prototypes.

Pourquoi devrais-je choisir l'usinage CNC ABS plutôt que le moulage par injection ?

Il est rapide et rentable d’utiliser l’usinage CNC. L'usinage CNC peut créer des pièces ABS correctes. Il est sage de créer un Prototype de fraisage CNC de pièces ABS pour analyser la faisabilité technique et économique du moulage par injection.

Existe-t-il des considérations cruciales pour l'usinage CNC ABS ?

Oui, vous devez faire attention à la température de l'outil, au matériau de l'outil, à la vitesse de coupe, à l'avance et à l'utilisation prévue de la pièce ABS.

Références 

1. Fiche technique du filament ABS [PDF]. Récupéré de https://static.webshopapp.com/shops/098890/files/049030006/abs-filament-datasheet-en.pdf
2. Outils bantam. Soutien. Récupéré de https://support.bantamtools.com/hc/en-us
3. Fatima Sabah. (2019). Analyse des défaillances des matériaux en acrylonitrile butadiène styrène (ABS) et modélisation des dommages. Porte de recherche. Récupéré de https://www.researchgate.net/publication/336517424_Failure_Analysis_of_Acrylonitrile_Butadiene_Styrene_ABS_Materials_and_Damage_Modeling
4. Irina Turku. (2018). Structure chimique de l'ABS, du PS et du PVC. Dans ResearchGate [Figure]. Récupéré de https://www.researchgate.net/figure/Chemical-structure-of-ABS-PS-and-PVC_fig2_328589758