cnc (controle numérico de computador) usinagem Processo de alta precisão e eficiência para produzir peças de alta qualidade em diversos materiais Como cerâmica, madeira e compósitos. Se você precisar de uma peça plástica e decidir usá -la com usinada com CNC, a primeira etapa é escolher o tipo certo de plástico. No entanto, com tantas opções máquinas disponíveis, como você escolhe o certo? Continue lendo - Este artigo o guiará para as respostas.
Nem todos os plásticos são adequados para usinagem. A usinabilidade de um plástico depende das principais propriedades mecânicas, como resistência ao impacto, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional. Essas propriedades também podem variar com base no tratamento do material-por exemplo, muitos termoplásticos de alta temperatura, como Peek e PPS, passam por recozimento antes da usinagem para reduzir o estresse interno e melhorar a estabilidade.
A maioria dos materiais termoplásticos pode produzir bons resultados através da usinagem CNC. Em seguida, nos concentraremos nos plásticos mais usados na usinagem do CNC. Para uma seleção mais ampla de plásticos, consulte os serviços de usinagem CNC de CNC da Chiggo para obter detalhes adicionais.
ABS (acrilonitrila butadieno estireno)
O ABS é um plástico versátil e de uso geral, oferece excelente equilíbrio de resistência, resistência ao impacto e máquinabilidade a um preço baixo. É fácil processar por meio de moldagem por injeção, usinagem CNC ou impressão 3D e possui uma faixa de temperatura de formação relativamente ampla. Também pode ser facilmente acabado com pintura, revestimento ou revestimento.
No entanto, o ABS não possui boa resistência à abrasão e oferece resistência química limitada a ácidos fortes, álcalis e solventes. A exposição prolongada à luz UV ou condições externas severas pode causar envelhecimento, descoloração ou rachadura. Sua força e estabilidade dimensional também podem se degradar em ambientes de alta temperatura.
Aplicações comuns: protótipos de moldagem de pré-injeção, eletrodomésticos, gabinetes eletrônicos, painéis automotivos e tijolos de Lego.
Pom / delrin / acetal (polioximetileno)
Delrin é o nome comercial de DuPont para o homopolímero Acetal. Possui alta resistência à tração e rigidez, mantendo a forma e a força sob cargas a longo prazo ou repetitivas. Com excelente estabilidade dimensional e usinabilidade, o Acetal/POM é uma escolha superior para peças plásticas usinadas por CNC que requerem precisão e tolerâncias apertadas. Além disso, o POM é altamente resistente a vários produtos químicos, incluindo óleos, combustíveis, ácidos fracos e bases. Seu coeficiente de superfície lisa e baixo atrito o tornam particularmente adequado para peças que requerem aplicações deslizantes ou rolantes.
O POM pode operar entre -40 ℃ e 120 ℃, mas pode se degradar ou se decompor em temperaturas mais altas. Sua resistência à UV é ruim e, como material inflamável, as precauções de segurança contra incêndio são necessárias durante o uso.
Aplicações comuns: normalmente usado em peças de transmissão mecânica, como engrenagens, rolamentos, polias e cames. Também é amplamente utilizado em eletrônicos automotivos, de consumo e dispositivos médicos.
Acrílico/pmma (polimetil metacrilato)
O acrílico, ou PMMA, é um termoplástico transparente com excelentes propriedades ópticas. Com uma taxa de transmissão de luz de até 92%, é ainda mais transparente que o vidro e o peso mais leve. Isso o torna uma alternativa leve ao vidro ou para tubos de luz. Ele também possui boa resistência ao clima e estabilidade UV, com um bom desempenho em ambientes externos.
Comparado aos plásticos de engenharia como o PC, o PMMA tem menor resistência ao impacto e é mais propenso a rachaduras ou quebra. A superfície é relativamente macia e pode arranhar facilmente. Qualquer superfície usinada em um pedaço de acrílico perderá sua transparência e assumirá uma aparência translúcida e fosca. Se for necessária a transparência em uma superfície usinada, ela poderá ser polida como uma etapa adicional de pós-processamento.
Aplicações comuns: tampas de luz, estandes de exibição, lentes ópticas, painéis decorativos, protetores de tela e escudos médicos.
Nylon/pa (poliamidas)
O nylon está disponível de várias formas, com o nylon 6/6 e o nylon cheio de vidro sendo o mais comumente usado no Chiggo. Ambos são ótimos materiais para usinagem CNC e retêm os principais benefícios do nylon padrão (por exemplo, nylon 6), incluindo alta resistência, resistência, baixo atrito, resistência excepcional ao desgaste e boa resistência química.
nylon 6/6 possui uma estrutura molecular mais ordenada e maior cristalinidade em comparação com o nylon 6. Isso resulta em maior resistência, rigidez e uma maior temperatura de deflexão do calor. Embora sua absorção de umidade seja ligeiramente menor que o nylon 6, ela ainda pode afetar a estabilidade dimensional em ambientes úmidos.
O nylon cheio de vidro incorpora fibras de vidro, aumentando significativamente a força e a rigidez para lidar com aplicações de alta carga. Ele também reduziu a expansão térmica, melhor estabilidade dimensional e resistência ao calor superior a ambientes exigentes de alta temperatura. No entanto, é mais desafiador a máquina pode causar maior desgaste da ferramenta durante o processamento do CNC. Ambos os tipos resistem a óleo, combustível e muitos solventes químicos, mas têm um desempenho ruim em ambientes ácidos fortes.
Aplicações comuns: engrenagens, buchas, prendedores, hardware de montagem da placa de circuito, isolamento elétrico, componentes do compartimento do motor de automóvel e guias de correia do transportador industrial.
PC (policarbonato)
Semelhante ao PMMA, o PC também é um termoplástico transparente, mas é 10 ~ 20 vezes mais resistente ao impacto e é um dos plásticos de engenharia mais difíceis disponíveis. O PC é facilmente processado pela usinagem CNC, moldagem por injeção e extrusão e é adequado para perfuração, corte e polimento. Ele também mantém a estabilidade dimensional e tem um bom desempenho em uma ampla faixa de temperatura (-40 ° C a 120 ° C). Seu tom-azul-arenoso natural e acabamento brilhante podem ser tingidos em preto para aplicações opacas, oferecendo funcionalidade e estética.
O policarbonato puro tem baixa resistência ao desgaste e é propenso a arranhar. Os revestimentos anti-arranhões e o polimento de vapor podem ser adicionados como uma etapa de pós-processamento para melhorar a resistência ao desgaste ou a clareza óptica. Ele também possui resistência climática limitada e tende ao amarelo sob prolongada exposição aos UV. Além disso, seu custo é maior que o de plásticos gerais como o ABS, que pode limitar seu uso em aplicações em larga escala.
Aplicações comuns: Equipamentos de segurança, como capacetes e óculos de óculos, componentes ópticos, como lentes e capas de LED, caixas eletrônicas, peças automotivas, como tampas de luz e materiais de construção, como telhados transparentes e barreiras sonoras.
Peek (poliether éter cetona)
O PEEK é um termoplástico de alto desempenho capaz de suportar temperaturas extremamente altas-até cerca de 250 ° C e até 300 ° C por curtos períodos, excedendo em muito os limites térmicos dos plásticos mais comuns. Oferece excepcional resistência mecânica, rigidez, resistência, resistência ao desgaste e resistência à corrosão química. Sua baixa absorção de umidade garante a estabilidade dimensional e também fornece boa biocompatibilidade.
Comparado a outros plásticos de alto desempenho, o PEEK tem uma densidade mais alta. Apesar de sua forte resistência química, a exposição prolongada à luz UV e ao oxigênio pode causar degradação. O PEEK também é mais caro do que a maioria dos plásticos CNC, devido aos altos custos de matéria -prima e à complexidade do processo de usinagem.
Aplicações comuns: aeroespacial para componentes e focas do motor, automotivo para peças de alto desempenho, medicina para implantes e instrumentos, produtos químicos para válvulas e bombas e eletrônicos para isolamento e conectores de cabos.
PVC (cloreto de polivinil)
O PVC é um plástico econômico, fácil de processar e prático. Possui forte resistência a ácidos, álcalis, sais e solventes orgânicos e é um excelente isolador elétrico. Devido ao seu alto teor de cloro, o PVC possui impressionantes propriedades retardistas de chama, tornando-o um material amplamente utilizado em várias indústrias.
No entanto, o PVC tem baixa estabilidade de calor e pode degradar ou se tornar quebradiço quando exposto a altas temperaturas por longos períodos. Durante o processamento, o PVC pode liberar gás cloro prejudicial, portanto, as medidas de segurança apropriadas devem ser tomadas.
Aplicações comuns: Tubos de drenagem, isolamento de cabos elétricos, tubos de infusão, embalagens farmacêuticas, embalagens de bens de consumo, outdoors e sinais, além de materiais de piso, quadros de janelas e molduras de portas em materiais de construção.
HDPE (polietileno de alta densidade)
HDPE significa polietileno de alta densidade. Apesar do nome, o HDPE é menos denso do que muitos plásticos de engenharia (como POM, PC ou PA). Oferece excelente resistência química, isolamento elétrico e mantém boa resistência e resistência ao impacto, mesmo a baixas temperaturas. O HDPE possui uma taxa de absorção de umidade extremamente baixa e é considerado seguro de alimentos.
As principais desvantagens do HDPE incluem resistência ao calor relativamente baixa e baixa estabilidade de UV. Além disso, suas propriedades mecânicas são ligeiramente menores do que alguns plásticos de engenharia (como nylon ou POM), o que pode limitar seu desempenho na usinagem de alta precisão ou sob condições de carga pesada.
Aplicações c OMMON: Tubos de água, embalagem de alimentos, recipientes de armazenamento, sistemas de irrigação agrícola e tanques de armazenamento químico.
Ptfe/teflon (politetrafluoroetileno)
O PTFE, amplamente reconhecido por sua marca Teflon, é um sólido branco com um coeficiente de atrito extremamente baixo, geralmente considerado o mais baixo de qualquer material sólido. Isso significa que as partes do PTFE normalmente não requerem lubrificantes. Sua energia superficial ultra baixa torna altamente resistente à contaminação e sem esforço para limpar. Além disso, o PTFE é altamente resistente a praticamente todos os produtos químicos e possui excelente resistência ao calor, capaz de suportar a exposição contínua a temperaturas de até 260 ° C (500 ° F). Como material de alto desempenho, também é um excelente isolador elétrico.
No entanto, o PTFE possui menor resistência mecânica em comparação com outros plásticos de engenharia, como Peek ou POM, e pode ser facilmente arranhado ou danificado. Ele também possui um alto coeficiente de expansão térmica e, durante o processamento de alta temperatura, pode liberar gases nocivos. Portanto, a usinagem precisa do PTFE pode ser desafiadora.
Aplicações comuns: selos, revestimentos de tubos e válvulas na indústria química; equipamento para processamento de alimentos e produtos farmacêuticos; cabos elétricos; bem como focas e materiais de isolamento nas indústrias automotivas e aeroespaciais, e componentes deslizantes, como trilhos e rolamentos.
Considerações úteis ao escolher um plástico
Na última seção, temos um entendimento geral dos plásticos CNC comuns e podemos ter notado que diferentes plásticos variam significativamente em suas propriedades físicas, mecânicas ou químicas, o que pode afetar o resultado do seu projeto. Em seguida, explicaremos os vários fatores que você deve considerar na usinagem de CNC plástica.
Dureza e força
As propriedades de dureza e força de um plástico específico são considerações importantes para garantir que atenda aos requisitos de sua aplicação final. Os plásticos de alta resistência geralmente oferecem melhor resistência ao desgaste, enquanto os plásticos de alta resistência podem suportar maiores cargas mecânicas. Além disso, essas propriedades afetam a maneira como um material se comporta durante a usinagem. Plásticos com dureza e resistência mais alta, como POM, Peek e PA reforçada com fibra de vidro, tendem a produzir lascas curtas e regulares e a obter um acabamento superficial alto. No entanto, eles são mais desafiadores de cortar, e o desgaste da ferramenta ocorre mais rapidamente.
Por outro lado, plásticos mais macios ou com menor resistência, como PP, PVC e PTFE, geram chips longos e pegajosos durante a usinagem, que podem envolver facilmente a ferramenta. Esses materiais são propensos a adesão e escavação, levando a problemas de qualidade da superfície.
Absorção de umidade e reação a produtos químicos
Ao contrário da maioria dos metais, que não absorvem a umidade do ar em condições normais, muitos plásticos (como PA e PC) absorvem a umidade da atmosfera ou dos fluidos de resfriamento. Isso pode levar à expansão dimensional, afetando a precisão da usinagem CNC. A umidade também pode suavizar os plásticos, reduzir sua resistência ou liberar tensões internas, as quais afetam a durabilidade da peça. Para evitar defeitos de fragilidade ou usinagem, esses plásticos podem precisar ser armazenados em salas com ar-condicionado, sacos selados ou seco antes da usinagem.
Por outro lado, os plásticos geralmente resistem à maioria dos ácidos, álcalis e sais. Por exemplo, o PTFE é praticamente inerte a todos os produtos químicos, mesmo em ambientes severos. No entanto, alguns plásticos, como os ABS, são vulneráveis a solventes como a acetona, que podem dissolver a superfície, enquanto o PC pode rachar sob álcoois ou soluções alcalinas.
Aparência, transparência e transmitância de luz
Para projetos que requerem propriedades estéticas ou ópticas específicas, a transmitância de luz do material é uma consideração essencial. Aplicações como componentes ópticos e tampas de exibição exigem materiais com excelente transparência ou características ópticas específicas, como PMMA e PC, que oferecem alta transparência.
No entanto, a usinagem pode afetar significativamente o desempenho óptico de um plástico. Mesmo pequenos defeitos da superfície, arranhões ou marcas de ferramentas podem reduzir a transmitância de luz e causar dispersão indesejada, afetando a clareza óptica. Manter alta transparência e qualidade da superfície, corte fino, polimento ou tratamentos químicos são frequentemente necessários.
Expansão térmica e temperatura de deflexão do calor (HDT)
Os plásticos se expandem quando expostos ao calor, uma propriedade medida pelo coeficiente de expansão térmica (CTE). Comparados aos metais, os plásticos geralmente têm um CTE muito maior (50–250 × 10⁻⁶/° C vs. 10–25 × 10⁻⁶/° C para materiais como aço e alumínio). Quanto maior o CTE, maiores as alterações dimensionais causadas pelo calor durante a usinagem do CNC, o que pode afetar a precisão. Para aplicações de alta precisão, como dispositivos aeroespaciais e médicos, plásticos com alta CTE, como POM e PTFE, podem exigir compensação de projeto para manter a precisão. Alternativamente, materiais de baixa expansão, como compósitos reforçados com fibra de vidro, podem ajudar a minimizar a distorção térmica.
A temperatura de deflexão do calor (HDT) mede a capacidade de um material de resistir à deformação sob carga a temperaturas elevadas. Em geral, o HDT de um plástico corresponde à sua rigidez-materiais com maior rigidez (como plásticos e poliimidas reforçados com fibra de vidro) tendem a ter valores mais altos de HDT, enquanto polímeros mais flexíveis (como PE e PP) têm outros inferiores. Os plásticos com HDT mais alto podem permanecer dimensionalmente estáveis sob carga a temperaturas mais altas, garantindo que a peça tenha o desempenho pretendido. No entanto, a maioria dos plásticos tem um HDT significativamente menor que os metais. Seu alcance normalmente cai entre 50 ° C e 250 ° C, e apenas alguns plásticos de engenharia de alto desempenho, como Peek e PAI, podem atingir cerca de 300 ° C.
Conclusão
Os plásticos CNC oferecem vantagens únicas sobre metais, incluindo menor densidade, resistência química superior, excelente isolamento elétrico e eficiência de custos. Além disso, eles são compatíveis com vários processos de fabricação, como usinagem CNC, impressão 3D e moldagem por injeção.
Esperamos que este guia tenha fornecido informações valiosas para ajudá -lo a tomar uma decisão informada ao selecionar plásticos CNC para o seu projeto. Se você não tiver certeza se a usinagem CNC ou a impressão 3D é a escolha certa, ou se você está procurando orientação especializada e soluções de usinagem CNC de alta qualidade, Contate Chiggo hoje - vamos começar!
Takeaways -chave
Os plásticos geralmente são fáceis de CNC, e o ABS oferece uma das opções mais econômicas para prototipagem, fabricação e aplicações de uso geral, ajudando a manter os projetos dentro do orçamento.
O ACETAL (Delrin) é o plástico mais popular da CNC, avaliado por sua resistência, rigidez e estabilidade dimensional, particularmente em peças de precisão para máquinas automotivas, eletrônicas e industriais.
Plásticos como Peek, PVC, HDPE e FEP são excelentes opções para aplicações que exigem forte resistência química.
Alguns materiais sensíveis ao calor, como PEEK e PVC, requerem controle de temperatura cuidadoso durante a usinagem do CNC para evitar a degradação do material ou a liberação de gases nocivos.
Para aplicações que requerem transparência, considere PC, acrílico ou PET. No entanto, esteja atento às suas limitações térmicas.
Uma fábrica de CNC é uma excelente opção para a usinagem de plásticos, mas a atenção deve ser dada às velocidades do moinho para evitar deformar ou derreter materiais sensíveis ao calor.
