态从多种材料喜欢陶瓷,木材和复合材料。如果您需要一个塑料零件并决定将CNC机加工,第一步是选择正确的塑料类型。但是,有这么多可加工的选项,您如何选择正确的选择?继续阅读 - 本文将指导您找到答案。
并非所有塑料都适合加工。塑料的可加工性取决于关键的机械性能,例如冲击强度,耐磨性和尺寸稳定性。这些特性也可能会根据材料的处理而变化,例如,在加工之前,许多高温热塑性塑料(如PEEK和PPS)进行了退火,以减少内部压力并提高稳定性。
大多数热塑性材料可以通过CNC加工产生良好的结果。接下来,我们将重点关注CNC加工中最常用的塑料。有关更广泛的塑料选择,请查看Chiggo的塑料CNC加工服务以获取更多详细信息。
ABS是一种多功能的通用塑料,以低廉的价格具有良好的韧性,抗冲击力和可加工性的平衡。通过注入成型,CNC加工或3D打印很容易处理,并且形成温度范围相对较宽。它也很容易用绘画,涂料或镀层完成。
但是,ABS没有良好的耐磨性,并且对浓酸,碱和溶剂具有有限的耐化学性。长时间暴露于紫外线或恶劣的室外状况会导致衰老,变色或破裂。它的强度和尺寸稳定性也可能在高温环境中降解。
常见应用:预注射成型原型,家用电器,电子外壳,汽车仪表板和乐高积木。
Delrin是杜邦族裔乙酸盐的商品名称。它具有较高的拉伸强度和刚度,在长期或重复载荷下保持形状和强度。具有出色的尺寸稳定性和可加工性,Acetal/POM是CNC生产的塑料零件的首选,需要精确和紧密的公差。另外,POM对各种化学物质具有高度抗性,包括油,燃料,弱酸和碱。其光滑的表面和低摩擦系数使其特别适合需要滑动或滚动应用的零件。
POM可以在-40℃和120℃之间运行,但在较高温度下可能会降解或分解。它的紫外线耐药性很差,并且作为一种易燃材料,使用过程中需要进行消防安全预防措施。
常见应用:通常用于机械传输部件,例如齿轮,轴承,皮带轮和凸轮。它也广泛用于汽车,消费电子设备和医疗设备中。
丙烯酸或PMMA是具有出色光学特性的透明热塑性塑料。其轻型传输速率高达92%,它比玻璃更透明,重量更轻。这些使其成为玻璃或轻型管道的轻便替代品。它还具有良好的天气阻力和紫外线稳定性,在室外环境中表现良好。
与PC等工程塑料相比,PMMA的影响力较低,并且更容易破裂或破碎。表面相对较软,很容易刮擦。一块丙烯酸上的任何机械表面都会失去其透明度,并具有磨砂的半透明外观。如果在加工表面上需要透明度,则可以将其作为附加后处理步骤进行抛光。
常见应用:灯光盖,展示架,光镜,装饰面板,屏幕保护器和医疗盾牌。
尼龙有各种形式可用,尼龙6/6,玻璃充满的尼龙是Chiggo最常用的。两者都是CNC加工的出色材料,并保留标准尼龙的关键优势(例如尼龙6),包括高强度,韧性,低摩擦力,出色的耐磨性和良好的耐化学性能。
与尼龙6相比,尼龙6/6 具有更有序的分子结构和更高的结晶度。这会导致更高的强度,刚度和更高的热偏转温度。虽然其吸收水分略低于尼龙6,但仍可能影响潮湿环境中的尺寸稳定性。
充满玻璃的尼龙结合了玻璃纤维,可显着提高强度和刚性以处理高负载应用。它还减少了热膨胀,更好的尺寸稳定性和较高的高温环境耐热性。但是,机器更具挑战性,在CNC处理过程中可能会导致更大的工具磨损。两种类型都可以抵抗油,燃料和许多化学溶剂,但在强酸环境中的性能很差。
常见应用:齿轮,衬套,紧固件,电路板安装硬件,绝缘材料,汽车发动机舱组件和工业输送带导管。
与PMMA相似,PC也是一种透明的热塑性塑料,但耐撞击是10〜20倍,并且是最艰难的工程塑料之一。 PC可以通过CNC加工,注射成型和挤出来处理PC,并且适合钻孔,切割和抛光。它还保持尺寸稳定性,并在较宽的温度范围内(-40°C至120°C)表现良好。它的天然乳蓝色色调和光泽饰面可以黑色用于不透明的应用,提供功能和美观。
纯聚碳酸酯的耐磨性不佳,容易刮擦。可以添加抗刮擦涂料和蒸气抛光,作为提高耐磨性或光学清晰度的后处理步骤。它也具有有限的天气抗性,并且在长时间的紫外线暴露期间倾向于黄色。此外,其成本高于ABS等一般塑料的成本,这可能会限制其在大规模应用中的使用。
常见应用:安全设备,例如头盔和护目镜,镜片和LED盖等光学组件,电子外壳,灯罩诸如灯罩等汽车零件以及透明屋顶和声音屏障等建筑材料。
PEEK是一种高性能的热塑性,能够承受极高的温度,即在250°C左右,甚至短期300°C,远远超过了最常见的塑料的热极限。它具有出色的机械强度,刚度,韧性,耐磨损性和化学腐蚀性。它的低水分吸收可确保尺寸稳定性,并且还提供了良好的生物相容性。
与其他高性能塑料相比,PEEK的密度更高。尽管具有强烈的耐化学性,但长期暴露于紫外线和氧气可能会导致降解。由于高原材料成本和加工过程的复杂性,PEEK也比大多数CNC塑料都要贵。
常见应用:发动机组件和密封件的航空航天,高性能零件的汽车,植入物和仪器的医疗,阀门和泵的化学物质以及电缆绝缘和连接器的电子设备。
PVC是一种经济的,易于加工和实用的塑料。它对酸,碱,盐和有机溶剂具有很强的耐药性,并且是极好的电绝缘体。由于其高氯含量,PVC具有令人印象深刻的引起焦点特性,使其成为各个行业中广泛使用的材料。
但是,PVC的热量稳定性较差,并且在长时间暴露于高温时会降解或变脆。在处理过程中,PVC可能会释放有害的氯气,因此必须采取适当的安全措施。
常见应用:排水管,电缆绝缘,输液管,药品包装,消费品包装,广告牌和标志,以及地板材料,窗框和建筑材料中的门框。
HDPE代表高密度聚乙烯。尽管它的名称,HDPE的密度不如许多工程塑料(例如POM,PC或PA)。它具有出色的耐化学性,电绝缘材料,并在低温下保持良好的冲击力和韧性。 HDPE的水分吸收率极低,被认为是食品安全。
HDPE的主要缺点包括相对较低的耐热性和较差的紫外线稳定性。此外,它的机械性能略低于某些工程塑料(例如尼龙或POM),这可能会限制其在高精度加工或在重载条件下的性能。
c 欧蒙(Ommon)应用:水管,食物包装,储藏容器,农业灌溉系统和化学储罐。
PTFE以其品牌Teflon广泛认可,是一种白色固体,具有极低的摩擦系数,通常被认为是任何固体材料中最低的。这意味着PTFE零件通常不需要润滑剂。它的超低表面能使其对污染具有很高的耐药性,并且可以轻松清洁。另外,PTFE对几乎所有化学物质具有高度耐药性,并且具有出色的耐热性,能够连续接触高达260°C(500°F)的温度。作为高性能材料,它也是一种出色的电绝缘体。
但是,与其他工程塑料(如PEEK或POM)相比,PTFE具有较低的机械强度,并且很容易刮擦或损坏。它还具有高的热膨胀系数,在高温加工期间,它可以释放有害气体。因此,PTFE的精确加工可能具有挑战性。
常见应用:密封,管道衬里和化学工业中的阀门;食品加工和药品的设备;电缆;以及汽车和航空航天行业中的密封和绝缘材料,以及轨道和轴承等滑动组件。
从上一部分开始,我们对常见的CNC塑料有了总体的了解,并且可能注意到它们的物理,机械或化学特性不同,这可能会影响您项目的结果。接下来,我们将解释您在塑料CNC加工中应考虑的各种因素。
特定塑料的硬度和强度特性是确保其最终应用要求的重要考虑因素。高硬度塑料通常具有更好的耐磨性,而高强度塑料可以承受更大的机械载荷。此外,这些特性会影响材料在加工过程中的行为方式。具有较高硬度和强度的塑料,例如POM,PEEK和玻璃纤维增强的PA,倾向于产生短而常规的芯片,并获得高表面饰面。但是,切割更具挑战性,工具磨损的发生更快。
相比之下,PP,PVC和PTFE等较软或较低的塑料在加工过程中会产生长而刺耳的芯片,可以轻松缠绕该工具。这些材料容易粘附和挖掘,导致表面质量问题。
与大多数金属在正常条件下不吸收空气中的水分不同,许多塑料(例如PA和PC)会吸收大气或冷却液中的水分。这可能会导致维度扩展,从而影响CNC加工精度。水分还可以软化塑料,降低其韧性或释放内部应力,所有这些都会影响零件的耐用性。为了防止脆性或加工缺陷,可能需要将这些塑料存储在空调房间,密封的袋子或干燥之前。
另一方面,塑料通常抵抗大多数酸,碱和盐。例如,即使在恶劣的环境中,PTFE实际上也对所有化学物质都惰性。但是,某些塑料(例如ABS)容易受到溶剂的影响,例如丙酮,它们可以溶解表面,而PC可能会在酒精或碱性溶液下破裂。
对于需要特定美学或光学特性的项目,材料的光传递是关键的考虑因素。光学组件和显示等应用涵盖具有出色透明度或特定光学特性(例如PMMA和PC)的需求材料,这些材料具有较高的透明度。
但是,加工可以显着影响塑料的光学性能。即使是较小的表面缺陷,划痕或工具标记也可以减少光线传感器并导致不必要的散射,从而影响光学清晰度。为了保持较高的透明度和表面质量,通常需要进行细微的切割,抛光或化学处理。
塑料在暴露于热量时膨胀,这是通过热膨胀系数(CTE)测量的特性。与金属相比,塑料通常具有更高的CTE(50–250×10⁻⁶/°C,而对于钢和铝等材料,塑料通常具有10–25×10⁻⁶/°C。 CTE越高,CNC加工过程中热量引起的尺寸变化越大,这可能会影响精度。对于高精度应用,例如航空航天和医疗设备,具有高CTE的塑料(如POM和PTFE)可能需要设计补偿以保持准确性。另外,低膨胀材料(例如PEEK或玻璃纤维增强的复合材料)可以帮助最大程度地减少热失真。
热偏转温度(HDT)测量材料在升高温度下负载下抗变形的能力。通常,塑料的HDT与其刚度相对应 - 具有较高刚性的材料(例如玻璃纤维增强的塑料和聚酰亚胺)倾向于具有较高的HDT值,而更柔性的聚合物(例如PE和PP)具有较低的HDT值。 HDT较高的塑料在较高温度下可以保持尺寸稳定,从而确保零件按预期执行。但是,大多数塑料的HDT明显低于金属。它们的范围通常落在50°C和250°C之间,只有少数高性能的工程塑料(例如PEEK和PAI)可以达到300°C左右。
CNC塑料比金属具有独特的优势,包括较低的密度,优质的耐化学性,出色的电绝缘材料和成本效率。此外,它们与各种制造过程兼容,例如CNC加工,3D打印和注塑成型。
我们希望本指南能够提供宝贵的见解,以帮助您在为项目选择CNC塑料时做出明智的决定。如果您不确定CNC加工还是3D打印是正确的选择,或者您正在寻求专家指导和高质量的CNC加工解决方案,则今天的chiggo - LET即将开始!
终极拉伸强度(UTS)是材料破裂前可以承受的最大应力的度量。通常通过进行拉伸测试并记录工程应力与应变曲线的情况。作为一项密集的特性,UTS对于比较张力下的材料的性能至关重要。它可以帮助工程师为必须抵抗拉伸负荷而不会失败的结构和组件选择合适的材料。
什么是管道线? 管螺纹是螺丝线程专为连接管道和配件而设计。它们允许将管道拧紧在一起,形成一个紧密的压力密封,用于流体或气体。管道线程有两种基本类型: 锥形线直径逐渐减小,形成锥状形状。 平行(直)线沿其长度保持恒定直径。 锥形管螺纹对于实现泄漏密接头尤为重要。当雄性和雌性锥形线被拧紧时,它们会互相楔入并形成压缩拟合度。这种锥形楔子会产生密封和强大的机械固定。但是,即使是经济良好的金属线的间隙也很小,因此通常将密封剂(例如水管工的PTFE胶带或管道涂料)应用于螺纹上,以填充任何空隙并确保完全无泄漏的连接。 另一方面,平行(直(直)管道线不提供密封;他们拧在一起而无需楔入。直线螺纹通常用扁平的洗衣机,O形环或垫圈密封,以防止泄漏。两种类型的线程都是常见的,但是选择取决于应用程序的密封需求。例如,花园软管使用带有橡胶洗衣机的直线来密封,而钢制管道则使用带胶带的锥形线。 什么是Tap Drill图表? Tap Drill图表是一张表格,可以告诉您在敲击线程之前要使用哪个钻头。钻得太大的孔,螺纹将很浅,容易泄漏。钻得太小,在切割过深的螺纹时,水龙头可能会结合甚至破裂。遵循图表可为您提供最佳的线程参与度,通常约为75%,这可以使强度与轻松敲击。换句话说,大约四分之三的全螺纹高度形成,在敲击过程中产生强烈的固定,没有过多的扭矩。在下一部分中,我们将重点介绍北美最常见的管道螺纹标准:NPT:NPT,并为NPT管道TAPS提供全面的Tap Drill图表。 了解NPT(国家管道锥度)线程 NPT代表国家管道锥线。它是美国和加拿大用于管道,空气软管,燃油管线和许多其他应用的标准锥形管线。如果您曾经将PTFE(Teflon)胶带包裹在管道或安装中,那么您很可能已经使用了NPT线。这些线的比例为1:16,这意味着每16英寸长的直径增加1英寸(每英尺约0.75英寸)。相对于管道的中心线,这对应于1.79°半角度。这似乎似乎很小,但是足以确保雄性NPT拟合被拧入女性端口,它们越远,螺纹楔子更紧密,从而产生了自封的干扰。 NPT使用与标准的美国螺纹相同的60°螺纹轮廓,但具有扁平的波峰和根源,以增加强度。在ANSI/ASME B1.20.1中定义了所有临界维度和公差,包括每英寸线(TPI),音高直径限制和线程接合长度。管道尺寸由名义内径(例如½“或¾”)命名,但该数字不能反映实际的外径。例如,¾“ NPT管道的测量约为1.050”。此外,由于诸如BSPT和NP之类的标准共享标称大小,但使用不同的音高或线程表单,因此您必须指定名义大小(以匹配OD)和TPI(以匹配线程螺距)以选择正确的点击或拟合。 为了给出正式的NPT几何感,以½英寸的NPT线程为例:它具有14个TPI和16个锥度的1个。螺纹形式是扁平的60°“ V”,其半角度的圆锥形为1°47'24''(1.7899°),与中心线同样应用于男性和女性线。当您手动安装配件时,大约3-4个线(“ L1尺度长度”)的尺寸很小;然后,使用扳手添加另外1.5-3个“扳手化妆”线以完成密封。 您经常会看到商店的速记,例如“ MIP/FIP”或“ MNPT/FNPT”(雄性/雌性铁管或NPT),以区分外部线和内部线,而ANSI则将其称为外部或内部NPT,但昵称使其很快识别出哪个在商店地面上。 NPT线程如何工作 因为雄性和女性线都是锥形的,因此拧紧它们会产生楔子效果。螺纹侧面互相挤压,形成一个机械强度且非常紧密的关节。您会注意到,只需几回合后,正确收紧的NPT关节就会感到贴合 - 这是锥度完成工作的锥度。不过,NPT线程并不是完全防漏的。螺纹之间存在很小的螺旋间隙,如果您不使用密封剂,则可能会泄漏。这就是为什么安装程序在组装前将雄性螺纹包裹在液体/粘贴密封剂上的雄性线:它可以润滑螺纹并填充微间隙,从而确保气体或水密密封。在燃油气或液压系统中,切碎的胶带可以堵塞阀,技术人员通常更喜欢糊密封剂。 NPT线程的应用 NPT线程在日常和工业环境中无处不在。住宅水和天然气管道依赖于NPT配件来可靠泄漏。气动工具和空气压缩机在软管,阀门和快速连接耦合器上使用NPT连接器。在汽车和重型机械中,NPT配件可为传感器(例如油压发件人)和流体线(制动或冷却液系统)提供,并为其简单起见以及广泛的现成零件而珍贵。由于符合ANSI的水龙头,死亡和配件都遵循相同的规格,因此您可以不用担心混合品牌。这种通用的兼容性使NPT成为北美的首选管道。 NPT Tap Drill图表 当在孔中创建内部NPT螺纹(例如,敲击管道装件或储罐中的一个孔中的孔)时,您必须首先钻一个适当的尺寸孔。由于NPT螺纹是锥形的,因此钻孔通常比水龙头的最大直径小一点,以使水龙头随着锥度的前进而切割锥度。下面是通用管道尺寸的全面NPT Tap钻图: 名义管尺寸(英寸)每英寸线(TPI)点击钻(英寸)抽气钻(mm)线程参与(%)1/16270.2426.15〜75%1/8270.3328.43〜75%1/4180.4375(7/16英寸)11.11〜75%3/8180.5625(9/16英寸)14.29〜75%1/2140.7031(45/64英寸)17.86〜75%3/4140.9063(29/32“)23.02〜75%111½1.1406(1-9/64英寸)28.97〜75%1¼11½1.4844(1-31/64英寸)37.70〜75%1½11½1.7188(1-23/32英寸)43.66〜75%211½2.2188(2-7/32英寸)56.36〜75%2½82.6250(2-5/8“)66.67〜75%383.2500(3-1/4英寸)82.55〜75%3½83.7500(3-3/4英寸)95.25〜75%484.2500(4-1/4英寸)107.95〜75% 笔记: 上面列出的Tap Drill尺寸假定直接敲击而无需转换。线程参与度(%)表示已达到的全线深度的百分比 - 典型的管道螺纹典型,平衡关节强度和敲击扭矩。括号中的钻头大小是标准字母或折射尺寸的标准尺寸(例如1/8-27 NPT使用字母Q钻,0.332“)。 管道水龙头是锥形的,因此您必须深入到足够深的深处以形成正确的螺纹锥度。制造商通常会指定所需的卷入线数,也可以使用NPT插头量表进行验证。定期退缩以清除芯片并在挖掘金属时使用切割液 - 水管水龙头由于直径较大和锥度而去除大量材料。 如果有锥形介孔器,您可以先用1:16锥形铰刀在攻击之前将钻孔钻孔。这会减少敲击扭矩,并可以在孔的末端稍微增加螺纹互动。但是,大多数字段和DIY应用都使用上面显示的直钻和tap方法,该方法提供了足够紧密的接头。 将NPT与其他线程类型进行比较 NPTF(国家管道锥度燃料) 这是一个干密封的锥形管螺纹,通常称为dryseal NPT或管道螺纹燃料。它具有与标准NPT相同的锥度(1:16)和线螺距,也具有60°螺纹角度。关键区别在于螺纹的顶峰和根设计:NPTF线在波峰和根上的间隙为零,从而形成了一种干扰拟合,可将金属对金属固定而无需任何密封剂。这使得NPTF非常适合对超透露率敏感的应用,即使是微小的泄漏或密封剂污染也是不可接受的。尽管NPTF和NPT具有尺寸并将其物理贴合,但仅交配NPTF雄性和女性会产生干密封。 NPTF由ANSI/ASME B1.20.3定义,而标准NPT则使用B1.20.1。 典型用途:高压液压系统;燃料系统;和其他流体功率应用(例如,制动系统组件或燃油轨配件)。 NPS(国家管道直线) 该螺纹标准具有与相应的NPT大小相同的螺纹角,形状和音高,但它是直(平行)而不是锥形的。虽然NPS线将拧到相同尺寸和TPI的NPT拟合上,但其缺乏锥度会阻止楔形密封件,并且可能会泄漏。 NPS线用于机械连接或由O形圈或垫圈等单独元素提供密封的地方。 典型用途:电导管螺纹(通常称为NPSM),消防软管耦合或大型直径水管工会以及燃气灯笼或老式的管道工会,密封垫圈或垫圈会产生密封。 […]
在各种类型的加工过程中,有时我们希望有一种加工方法能够实现刀具与工件之间的非接触。当然,我们会想到放电加工 (EDM)。
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