CNC verspanen van thermoplast

Mogelijk bent u al bekend met twee soorten kunststoffen: thermohardende en thermoplastische kunststoffen. Het fundamentele verschil is dat thermohardende kunststoffen na verhitting niet opnieuw kunnen worden gevormd, terwijl thermoplastische kunststoffen wel kunnen worden gesmolten en opnieuw gevormd.

Kunststoffen zijn de essentiële onderdelen van CNC-materialen, en verschillende kunststoffen zijn beschikbaar voor CNC-bewerkingsprojecten. Zowel thermohardende als thermoplastische kunststoffen zijn compatibel met CNC-bewerkingen, hoewel we thermoplastische kunststoffen in dit artikel zullen bespreken, inclusief eigenschappen, bewerkingsproces, voordelen en toepassingen.

Wat is thermoplast?

Thermoplasten zijn mengsels van polymeerharsen die bij verhitting geen veranderingen in eigenschappen vertonen. Ze worden zachter bij verhitting en moeilijker om af te koelen. Thermoplastisch materiaal kan na het smelten opnieuw worden gevormd, waarbij alle oorspronkelijke fysieke, mechanische en chemische eigenschappen behouden blijven.

Thermoplasten bieden mechanische sterkte, slagvastheid, bewerkbaarheid, corrosieweerstand, chemische inertie en vele andere gunstige eigenschappen.

Gebruikelijke thermoplasten bij CNC-bewerkingen

In CNC-bewerkingsprojecten worden verschillende thermoplastische kunststoffen gebruikt op basis van de vereiste specificaties en het beoogde gebruik van de onderdelen. Elke thermoplast heeft een aantal unieke voordelen en kwaliteiten te bieden. De thermoplasten die het meest worden gebruikt bij CNC-bewerkingen zijn ABS, PMMA, PVS, acryl, polycarbonaat, polystyreen en polyurethaan.

Gerelateerde bronnen:

ABS CNC-bewerking: alles wat u moet weten

5 kenmerken van het verwerken van polyurethaan op CNC-machines

Eigenschappen van thermoplasten

Thermoplasten zijn voor veel toepassingen geschikte CNC-materialen; ze reageren niet met zure of alkalische chemicaliën en bieden uitstekende sterkte, taaiheid en duurzaamheid. Laten we de eigenschappen van de verschillende thermoplasten in meer detail bespreken.

• Mechanische kracht

Thermoplastische materialen hebben een lagere sterkte dan de meeste metalen en legeringen, maar door hun lichte karakter zijn ze vergelijkbaar met metalen. Vaak worden thermoplasten versterkt met vezels en glas om hun sterkte te vergroten voor CNC-bewerkingsprojecten. Dit is echter ook afhankelijk van het specifieke type thermoplasten. PE biedt bijvoorbeeld een lage mechanische sterkte, terwijl ABS en Acryl een hoge sterkte bieden.

• Impact sterkte

Thermoplasten zijn bestand tegen impactbelastingen zonder hun fysieke en mechanische eigenschappen te verliezen. Thermohardende kunststoffen kunnen breken bij impactbelastingen, terwijl thermoplasten hoge energie nodig hebben voor breukverschijnselen.

POM-bewerking: Polyoxymethyleen (POM) is de beste thermoplast voor hoge slagvastheid. Het presteert goed onder herhaalde impactbelastingen. Bovendien beïnvloedt de temperatuur van de werkomgeving de slagvastheid van elke thermoplast.

• Hardheid

Thermoplastische kunststoffen hebben behoorlijke hardingseigenschappen. Ze voorkomen scheuren en afbrokkelen tijdens CNC-bewerkingen. Bovendien worden CNC-gefreesde thermoplastische onderdelen zeer slijtvast.

• Chemische compatibiliteit:

Chemische compatibiliteit is een belangrijk kenmerk dat thermoplastische kunststoffen superieur maakt aan veel CNC-bewerkingsprocedures. Het reageert niet met agressieve chemicaliën (zuren en logen).

Sommige thermoplastische materialen vertonen ook natuurlijke smerende eigenschappen, zoals nylon, acryl en delrin. De gladde aard van deze kunststoffen is bij verschillende toepassingen nuttig voedselverwerking & medische toepassingen.

• recycleerbaarheid

Thermoplastische kunststoffen zijn volledig recyclebaar en kunnen opnieuw worden gemaakt door ze te smelten en in een mal te vormen. De gerecyclede kunststoffen behouden al hun oorspronkelijke eigenschappen.

• Vocht & elektrische isolatie

Het neemt geen vocht op en vertoont een uitstekende waterdichtheid. Daarom zijn thermoplastische materialen op grote schaal nuttig voor diverse maritieme en andere waterdichte toepassingen.

Thermoplasten zijn bestand tegen hoge elektrische spanning zonder vervorming. Het is de perfecte keuze voor elektrische isolatie in elektrische en elektronische toepassingen.

Eigenschappen van thermoplasten (Thermoplastics – Physical Properties, 2005)

Hoe kies je de juiste thermoplasten voor CNC-bewerkingen?

De keuze voor thermoplast voor uw CNC-bewerkingsprojecten hangt af van verschillende factoren, zoals rvereiste eigenschappen, specificaties, kenmerken, beoogde toepassing en kosten.

De eerste stap omvat het identificeren van de vereiste eigenschappen voor bepaalde toepassingen. Maak een lijst van alle fysische, mechanische en chemische eigenschappen die essentieel zijn voor de functionaliteit van het gewenste onderdeel. Daarnaast is het ook van cruciaal belang om rekening te houden met de bedrijfsomstandigheden en prestaties bij het vermelden van de eigenschappen.

• ABS

ABS CNC-bewerking: ABS is een sterk, stijf materiaal met uitstekende slagvastheid. Na CNC-bewerking laat het een glad oppervlak achter. Als verdere afwerking essentieel is, kan het oppervlak worden afgewerkt met een metallisatie- en galvanische aanpak. ABS wordt gebruikt in de automobielsector, de ruimtevaart, de elektronica en vele andere industrieën.

• Delrin

Delrin bewerken: Delrin staat bekend om zijn lichtgewicht, mechanische sterkte, chemische compatibiliteit en elektrische en thermische isolatie. Het heeft toepassingen in verschillende industrieën, zoals de automobielsector, huishoudelijke apparaten, elektronica en montage

• PMMA

PMMA is een stijve en transparante thermoplast die wordt gebruikt bij CNC-bewerkingen in plaats van glas.

Het biedt een hoge chemische inertie, slijtvastheid, weersbestendigheid en slagvastheid. PMMA zou de beste materiaalkeuze kunnen zijn voor ramen, auto-onderdelen, apparaten voor het testen van medicijnen, architectonische onderdelen en elektronische componenten.

• polycarbonaat

Polycarbonaat is een complexe, uitdagende en transparante technische thermoplast die een hoge maatstabiliteit behoudt bij CNC-bewerkingsprocessen. In tegenstelling tot andere thermoplastische kunststoffen biedt PC een lage krasbestendigheid en chemische compatibiliteit. Het speelt een belangrijke rol in auto's, verlichting, optische instrumenten, elektronica en andere industrieën.

• PVC

PVC is een van de meest gebruikte thermoplastische materialen in CNC-bewerkingsprojecten. Het is een stijf, lichtgewicht, weersonafhankelijk en sterk materiaal met intrinsieke vlamvertragende eigenschappen. PVC wordt in veel toepassingen gebruikt, waaronder sanitair, medische componenten, auto-interieurs, schoenen en verpakkingen.

Selectie van gereedschapspad

Na het selecteren van het materiaal is het bepalen van het gereedschapspad volgens het 3D-model cruciaal. Het juiste gereedschapspad zorgt voor de kortste route en kwaliteit van de oppervlakteafwerking. Het gebruik van CAM-software kan de beste benadering zijn bij het kiezen van het gereedschapspad.

Bewerkingsproces van thermoplasten

CNC-bewerking van ABS

Thermoplasten kunnen met algemeen worden bewerkt CNC-bewerkingsgereedschappen gemaakt van hard staal. De voedingssnelheid en snijsnelheid zijn twee belangrijke variabelen die de bewerkingskwaliteit beïnvloeden. Voor het draaien van thermoplasten kan echter een fijn hardmetalen gereedschap van C-2-kwaliteit nodig zijn.

Het bewerkbaarheid van thermoplasten heeft ook invloed op de kwaliteit van het bewerkte onderdeel. Het is noodzakelijk om dit te overwegen voordat u in de bewerkingsstap springt. De bewerkingsvoorwaarden voor verschillende thermoplastische kunststoffen staan ​​vermeld in de onderstaande tabel (Richtlijnen voor het bewerken van kunststof draaien, 2020)

Draaivariabelen voor thermoplasten

Deze tabel laat zien dat elke thermoplast verschillende bewerkingsparameters heeft, zoals vrijloophoek, hellingshoek, hoek, snijsnelheid en voedingssnelheid. Elke thermoplast heeft een andere sterkte, hardheid en bewerkbaarheidsgraad.

Opties voor oppervlakteafwerking

CNC-gefreesde onderdelen van thermoplastische kunststoffen bevatten een bevredigende als machinale oppervlakteafwerking. Bij veel toepassingen kunnen echter verdere oppervlakteafwerkingsprocessen nodig zijn. Oppervlakteafwerking van thermoplastische onderdelen resulteert in een glad en glanzend oppervlak, waardoor gereedschapssporen, bramen en kleine spanen worden geëlimineerd.

Parelstralen, ontbramen, polijsten, metalliseren en etsen zijn de vaak gebruikte oppervlakteafwerkingsmethoden voor CNC-gefreesde thermoplastische onderdelen. Afhankelijk van het specifieke type thermoplast kan echter een speciale oppervlakteafwerking worden toegepast voor betere resultaten.

Zie ook: 

Top 5 manieren voor metaalgraveren in 2023

Vlampolijsten creëert bijvoorbeeld een glanzend en glad oppervlak op acrylobjecten door middelmatige vlamwarmte op het oppervlak aan te brengen.

Voordelen

CNC-bewerking van thermoplasten biedt verschillende voordelen, zoals nauwkeurigheid, complexe vormen, kosteneffectiviteit en nog veel meer.

• Nauwkeurigheid

Dankzij hun bewerkbaarheid kunnen thermoplastische kunststoffen met nauwe toleranties worden bewerkt. Geavanceerde CNC-machines kunnen thermoplastische onderdelen maken met toleranties zo laag als ±0.002 mm. De hoge mate van nauwkeurigheid maakt ook de productie van identieke thermoplastische onderdelen in grote volumes mogelijk.

• Ingewikkelde vormen

Thermoplastische materialen kunnen worden gebruikt om ingewikkelde vormen te maken met behulp van CNC-bewerking, wat een uitdaging is om met andere kunststoffen en technieken te creëren. Dankzij het computergestuurde mechanisme van de CNC-technologie kan de beweging van het gereedschap worden gedicteerd voor nauwkeurige bewerking.

• Kosten effectiviteit

De hoge productiesnelheid en lage kosten van thermoplastische kunststoffen maken het proces kosteneffectief. Vergeleken met metaal en legeringen zijn thermoplastische onderdelen minder duur om te maken met CNC-bewerking.

• Gladde afwerking

Thermoplastische onderdelen gemaakt met CNC-bewerking laten een glad oppervlak achter in vergelijking met andere productiemethoden, zoals spuitgieten. Bovendien laat het geen ruwe randen achter.

Meer middelen:

Kostenbesparende tips voor CNC-bewerkingen

Waarom is CNC-bewerking beter dan spuitgieten voor thermoplastische prototyping?

CNC-bewerking: de beste aanpak voor productie

Toepassingen

Verschillende thermoplastische kunststoffen worden na verwerking met CNC-bewerkingen in verschillende industrieën gebruikt. Hun lichtgewicht karakter, sterkte en robuustheid maken ze ideale keuzes voor de automobielsector, de lucht- en ruimtevaart, de elektriciteitssector, de elektronica, de leidingen, huishoudelijke apparaten en nog veel meer industrieën.

Gerelateerde bronnen:

CNC-bewerking voor de auto-industrie: toepassingen en voordelen

CNC-bewerking bij medische prototyping en massaproductie

Prototypes voor voedselverwerking: materiaal, stappen en productieoverwegingen

Robotica machinaal bewerken: precisie en snelheid

Is de thermoplastische go-to-optie voor CNC-prototyping?

Thermoplasten zijn lichtgewicht en goedkope materialen met een hoge bewerkbaarheid, sterkte, taaiheid, slagvastheid, slijtvastheid en corrosieweerstand. Deze eigenschappen maken ze ideaal voor het prototypen van onderdelen of producten voor verschillende industrieën, waaronder de automobielsector, de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, de elektronica, de olie- en gassector en de voedselverwerking.

Een doordacht prototypingproces vereist snelle productie, lage kosten en nauwkeurigheid. Kunststof CNC-bewerking van thermoplastische kunststoffen voldoet aan al deze eisen.

Conclusie

Thermoplasten werken buitengewoon goed met CNC-bewerkingsprocessen, die nuttig zijn voor prototype en productie in grote volumes. De veelzijdige fysische, mechanische en chemische eigenschappen zijn gunstig voor een reeks toepassingen.

Prolean heeft meer dan tien jaar ervaring met thermoplastische massaproductie en prototyping. We kunnen zeer nauwkeurige onderdelen maken met meer dan 20 plastic opties. Als je nodig hebt Kunststof bewerking voor uw project, stuur ons uw ontwerp en uw onderdelen worden binnen enkele dagen bij u thuis afgeleverd.

FAQ's

Wat zijn de kritische eigenschappen van thermoplasten?

Thermoplasten zijn goedkope en zeer goed bewerkbare materialen met een uitstekende sterkte, taaiheid, slagvastheid en slijtvastheid. ABS, PMMA, PVS, acryl, polycarbonaat en polystyreen zijn veelgebruikte thermoplasten bij CNC-bewerkingen.

Wat zijn de CNC-bewerkingsvoorwaarden voor thermoplasten?

CNC-bewerking van thermoplasten levert de beste resultaten op met een hoge snijsnelheid, gemiddelde voedingssnelheid, hardstalen gereedschappen en de juiste positionering van het gereedschap (afhankelijk van het specifieke type thermoplast).

Wat zijn de toepassingen van thermoplastische CNC-bewerkingen?

CNC-gefreesde thermoplastische onderdelen worden gebruikt in de auto-, ruimtevaart-, medische, defensie-, olie- en gas-, voedselverwerkings-, elektronica- en elektrische industrie.

Wat zijn de voordelen van thermoplastische CNC-bewerkingen?

CNC-bewerking van thermoplasten biedt hoge nauwkeurigheid, complexiteit, herhaalbaarheid, kosteneffectiviteit en nog veel meer voordelen.

Bibliografie

1. (2020). Richtlijnen voor het bewerken van kunststof draaien. Curbell Plastics, van https://www.curbellplastics.com/.
2. (2005). Thermoplasten - Fysische eigenschappen. van https://www.engineeringtoolbox.com/.