Une représentation commune de l'usinage CNC, la plupart du temps, consiste à travailler avec une pièce métallique. Cependant, non seulement l'usinage CNC est largement applicable aux plastiques, mais l'usinage en plastique CNC est également l'un des processus d'usinage communs dans plusieurs industries.
L'acceptation de l'usinage en plastique en tant que processus de fabrication est due à la large gamme de matériaux CNC en plastique disponibles. De plus, avec l'introduction d'un contrôle numérique de l'ordinateur, le processus devient plus précis, plus rapide et adapté pour fabriquer des pièces avec une tolérance serrée. Que savez-vous de l'usinage CNC en plastique? Cet article traite des matériaux compatibles avec le processus, les techniques disponibles et d'autres choses qui peuvent aider votre projet.
Plastiques pour l'usinage CNC
De nombreux plastiques machinables conviennent à la fabrication de pièces et de produits de plusieurs industries. Leur utilisation dépend de leurs propriétés, avec certains plastiques machinables, comme le nylon, ayant d'excellentes propriétés mécaniques qui leur permettent de remplacer les métaux. Vous trouverez ci-dessous les plastiques les plus courants pour l'usinage en plastique personnalisé:
ABS:
L'acrylonitrile butadiène styrène, ou ABS, est un matériau CNC léger connu pour sa résistance à l'impact, sa résistance et sa machinabilité élevée. Bien qu'il possède de bonnes propriétés mécaniques, sa faible stabilité chimique est évidente dans sa sensibilité aux graisses, aux alcools et à d'autres solvants chimiques. De plus, la stabilité thermique des ABS pures (c'est-à-dire ABS sans additifs) est faible, car le polymère en plastique brûlera même après avoir retiré la flamme.
Pros
Il est léger sans perdre sa résistance mécanique.
Le polymère en plastique est très machinable, ce qui en fait un matériau de prototypage rapide très populaire.
L'ABS a un faible point de fusion approprié (ceci est important pour d'autres processus de prototypage rapide tels que l'impression 3D et le moulage par injection).
Il a une résistance à la traction élevée.
L'ABS a une durabilité élevée, ce qui signifie une durée de vie plus longue.
C'est abordable.
Inconvénients
Il libère des fumées en plastique chaud lorsqu'il est soumis à la chaleur.
Vous avez besoin d'une ventilation appropriée pour empêcher l'accumulation de ces gaz.
Il a un faible point de fusion qui peut provoquer la déformation de la chaleur générée par la machine CNC.
Applications
L'ABS est un thermoplastique d'ingénierie très populaire utilisé par de nombreux services de prototypage rapide dans la fabrication de produits en raison de ses excellentes propriétés et de son abordabilité. Il est applicable dans les industries électriques et automobiles dans la fabrication de pièces telles que des capuchons clavier, des enclos électroniques et des composants de tableau de bord de voiture.
Nylon
Le nylon ou le polyamide est un polymère en plastique à faible friction avec une résistance à forte impact, chimique et à l'abrasion. Ses excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance (76MPA), la durabilité et la dureté (116R), le rendent très adapté à l'usinage CNC et améliorent encore son application dans les industries de fabrication de pièces automobiles et médicales.
Pros
Excellentes propriétés mécaniques.
Il a une résistance à la traction élevée.
Rentable.
C'est un polymère léger.
Il est résistant à la chaleur et aux produits chimiques.
Inconvénients
Il a une stabilité dimensionnelle faible.
Le nylon peut facilement prendre l'humidité.
Il est sensible aux acides minéraux puissants.
Applications
Le nylon est un thermoplastique d'ingénierie très performant applicable au prototypage et à la fabrication de pièces réelles dans les industries médicales et automobiles. Le composant fabriqué à partir du matériau CNC comprend des roulements, des rondelles et des tubes.
Acrylique
L'acrylique ou le PMMA (méthacrylate de polythyle) est populaire dans l'usinage en plastique CNC en raison de ses propriétés optiques. Le polymère plastique est translucidité et résistant aux rayures, d'où ses applications dans les industries qui nécessitent de telles propriétés. En dehors de cela, il a de très bonnes propriétés mécaniques, évidents dans sa ténacité et sa résistance à l'impact. Avec son bon marché, l'usinage CNC acrylique est devenu une alternative aux polymères en plastique tels que le polycarbonate et le verre.
Pros
C'est léger.
L'acrylique est très chimique et résistant aux UV.
Il a une machinabilité élevée.
L'acrylique a une résistance chimique élevée.
Inconvénients
Ce n'est pas si résistant à la chaleur, à l'impact et à l'abrasion.
Il peut se fissurer sous une charge lourde.
Il n'est pas résistant aux substances organiques chlorées / aromatiques.
Applications
L'acrylique est applicable pour remplacer les matériaux tels que le polycarbonate et le verre. En conséquence, il est applicable dans l'industrie automobile pour fabriquer des tuyaux légers et des couvercles d'éclairage des indicateurs de voiture et dans d'autres industries pour fabriquer des panneaux solaires, des auvents de serre, etc.
Pom
Pom ou Delrin (nom commercial) est un matériau plastique CNC hautement machinable choisi par de nombreux services d'usinage CNC pour sa résistance élevée et sa résistance à la chaleur, aux produits chimiques et à l'usure. Il existe plusieurs notes de Delrin, mais la plupart des industries reposent sur les Delrin 150 et 570 car ils sont dimensionnellement stables.
Pros
Ils sont les plus machinables de tous les matériaux plastiques CNC.
Ils ont une excellente résistance chimique.
Ils ont une stabilité dimensionnelle élevée.
Il a une résistance à la traction et une durabilité élevées, garantissant une durée de vie plus longue.
Inconvénients
Il a une mauvaise résistance aux acides.
Applications
POM trouve son application dans diverses industries. Par exemple, dans le secteur automobile, il est utilisé pour fabriquer des composants de la ceinture de sécurité. L'industrie des équipements médicaux l'emploie pour produire des stylos à insuline, tandis que le secteur des biens de consommation utilise des POM pour fabriquer des cigarettes électroniques et des compteurs d'eau.
HDPE
Le plastique en polyéthylène à haute densité est un thermoplastique à haute résistance aux produits chimiques de contrainte et corrosifs. Il offre d'excellentes propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction (4000psi) et la dureté (R65) que son homologue, le LDPE le remplaçant dans des applications par de telles exigences.
Pros
Il s'agit d'un plastique machinable flexible.
Il est très résistant au stress et aux produits chimiques.
Il a d'excellentes propriétés mécaniques.
L'ABS a une durabilité élevée, ce qui signifie une durée de vie plus longue.
Inconvénients
Il a une mauvaise résistance aux UV.
Applications
HDPE Il dispose d'une variété d'applications, notamment du prototypage, de la création de vitesses, des roulements, de l'emballage, de l'isolation électrique et de l'équipement médical. Il est idéal pour le prototypage car il peut être usiné rapidement et facilement, et son faible coût le rend idéal pour créer plusieurs itérations. En outre, c'est un bon matériau pour les engrenages en raison de son faible coefficient de frottement et de sa résistance à l'usure élevée, et pour les roulements, car il est auto-lubrifiant et chimiquement résistant.
LDPE
Le LDPE est un polymère en plastique dur et flexible avec une bonne résistance chimique et une basse température. Il est largement applicable dans l'industrie de la fabrication de pièces médicales pour fabriquer des prothèses et des orthèses.
Pros
C'est dur et flexible.
Il est très résistant à la corrosion.
Il est facile de sceller en utilisant des techniques de chaleur telles que le soudage.
Inconvénients
Il ne convient pas aux pièces qui nécessitent une résistance à haute température.
Il a une faible rigidité et une résistance structurelle.
Applications
Le LDPE est souvent utilisé pour produire des engrenages et des composants mécaniques personnalisés, des composants électriques comme les isolateurs et les boîtiers pour les appareils électroniques, et les pièces à apparence polie ou brillante. De plus. Son faible coefficient de frottement, sa forte résistance à l'isolation et sa durabilité en font un matériau idéal pour les applications à haute performance.
Polycarbonate
Le PC est un polymère en plastique dur mais léger avec des propriétés d'isolation ignifuge et électrique. Comme l'acrylique, il peut remplacer le verre en raison de sa transparence naturelle.
Pros
Il est plus efficace que la plupart des thermoplastiques d'ingénierie.
Il est naturellement transparent et peut transmettre la lumière.
Il prend très bien la couleur.
Il a une résistance à la traction et une durabilité élevées.
Le PC résiste aux acides, huiles et graisses dilués.
Inconvénients
Il se dégrade après une exposition prolongée à l'eau sur 60 ° C.
Il est sensible à l'usure des hydrocarbures.
Il jaune avec le temps après une exposition prolongée aux rayons UV.
Applications
Sur la base de ses propriétés lumineuses, le polycarbonate peut remplacer le matériau en verre. Par conséquent, il est utilisé pour fabriquer des lunettes de sécurité et des CD / DVD. En dehors de cela, il convient pour fabriquer des outils chirurgicaux et des disjoncteurs.
Méthodes d'usinage CNC en plastique
L'usinage en plastique CNC implique l'utilisation d'une machine contrôlée par ordinateur pour éliminer une partie du polymère en plastique pour former le produit souhaité. Le processus de fabrication soustractif peut créer des myriades de pièces avec une tolérance, une uniformité et une précision étroites en utilisant les méthodes suivantes.
CNC tournant
CNC Turning est une technique d'usinage qui consiste à tenir la pièce sur un tour et à la faire tourner contre l'outil de coupe en tournant ou en tournant. Il existe également plusieurs types de virage CNC, notamment:
Le virage CNC droit ou cylindrique convient aux grandes coupes.
Le tournant CNC conique convient à la création de pièces avec des formes en forme de cône.
Il existe plusieurs directives que vous pouvez utiliser dans le tournant en plastique CNC, notamment:
Assurez-vous que les bords de coupe ont un râteau de dos négatif pour minimiser le frottement.
Les bords de coupe doivent avoir un grand angle de relief.
Pisonnez la surface de la pièce pour une meilleure finition de surface et une accumulation de matériau réduite.
Réduisez le taux d'alimentation pour améliorer la précision des coupes finales (utilisez un débit d'alimentation de 0,015 DPI pour les coupes rugueuses et 0,005 DPI pour des coupes précises).
Adaptez les angles de dégagement, de côté et de râteau vers le matériau plastique.
Moulin CNC
Le broyage CNC implique l'utilisation d'un coupe-frais pour retirer le matériau de la pièce pour obtenir la pièce requise. Il existe différentes machines de fraisage CNC divisées en usines à 3 axes et usines multi-axes.
D'une part, un broyage CNC à 3 axes peut se déplacer dans trois axes linéaires (de gauche à droite, d'avant en arrière, de haut en bas). En conséquence, il est bien adapté pour créer des pièces avec des conceptions simples. D'un autre côté, les usines multi-axes peuvent se déplacer dans plus de trois axes. En conséquence, il convient aux pièces en plastique d'usinage CNC avec des géométries compliquées.
Il existe plusieurs directives que vous pouvez utiliser dans le broyage en plastique CNC, notamment:
Machinez un thermoplastique renforcé de carbone ou de verre avec un outillage en carbone.
Augmentez la vitesse de la broche en utilisant des pinces.
Réduisez la concentration de stress en créant des coins internes arrondis.
Refroidissement directement sur le routeur pour disperser la chaleur.
Choisissez la vitesse de rotation.
Debur en plastique des pièces après le broyage pour améliorer la finition de la surface.
Forage CNC
Le forage CNC en plastique implique la création d'un trou dans une pièce en plastique à l'aide d'un forage monté avec un foret. La taille et la forme du foret déterminent la taille du trou. De plus, il joue également un rôle dans l'évacuation des puces. Les types de perceuse que vous pouvez utiliser comprennent le banc, le montant et le radial.
Il existe plusieurs directives que vous pouvez utiliser dans le forage CNC en plastique, notamment:
Assurez-vous d'utiliser des bits de forage CNC pointus pour éviter de mettre le stress sur la pièce en plastique.
Utilisez le bon foret. Par exemple, un foret de 90 à 118 ° avec un angle de lèvres de 9 à 15 ° convient à la plupart des thermoplastiques (pour l'acrylique, utilisez un râteau de 0 °).
Assurez-vous une éjection de puce facile en choisissant le bon foret.
Utilisez un système de refroidissement pour atténuer davantage pendant le processus d'usinage.
Pour éliminer le foret CNC sans dommage, assurez-vous que la profondeur de forage est inférieure à trois ou quatre fois. le diamètre de forage. Réduisez également le débit d'alimentation lorsque la perceuse a presque quitté le matériau.
Alternatives à l'usinage en plastique
Mis à part l'usinage des pièces en plastique CNC, d'autres processus de prototypage rapide peuvent servir d'alternatives. Les plus courants incluent:
Moulage par injection
Il s'agit d'un processus de production de masse populaire pour travailler avec des pièces en plastique. Le moulage par injection implique la création d'un moule en aluminium ou en acier en fonction de facteurs tels que la longévité. Ensuite, le plastique fondu est injecté dans la cavité du moule, refroidit et forme la forme souhaitée.
Le moulage par injection plastique convient à la fois pour le prototypage et la fabrication de pièces réelles. En dehors de cela, il s'agit d'une méthode rentable adaptée aux pièces avec des conceptions complexes et simples. De plus, les pièces moulées par injection ne nécessitent guère de travail supplémentaire ou de traitement de surface.
Impression 3D
L'impression 3D est la méthode de prototypage la plus courante utilisée dans les petites entreprises. Le processus de fabrication additive est un outil de prototypage rapide comprenant des technologies telles que la stéréolithographie (SLA), la modélisation de dépôt fondu (FDM) et le frittage laser sélectif (SLS) utilisé pour travailler sur des thermoplastiques tels que le nylon, le PLA, l'ABS et l'ultem.
Chaque technologie consiste à créer des modèles numériques 3D et à construire la couche de pièces souhaitée par couche. C'est comme l'usinage en plastique CNC, bien qu'il entraîne un gaspillage de matériau moindre, contrairement à ce dernier. En outre, il élimine le besoin d'outillage et convient plus à la fabrication de pièces avec des conceptions complexes.
Moulage à vide
Le moulage sous vide ou la coulée en polyuréthane / uréthane implique des moules et des résines de silicium pour faire une copie d'un motif maître. Le processus de prototypage rapide convient à la création de plastique de haute qualité. De plus, les copies s'appliquent à visualiser les idées ou à dépanner des défauts de conception.
Applications industrielles de l'usinage en plastique CNC
L'usinage en plastique CNC est largement applicable en raison de prestations telles que la précision, la précision et la tolérance serrée. Les applications industrielles courantes du processus comprennent:
Industrie médicale
L'usinage en plastique CNC est actuellement applicable dans la fabrication de pièces usinées médicales telles que les membres prothétiques et les cœurs artificiels. Son degré élevé de précision et de répétabilité lui permet de respecter les normes de sécurité strictes requises par l'industrie. De plus, il existe une myriade d'options matérielles, et elle produit des formes complexes.
Composants automobiles
Les concepteurs de voitures et les ingénieurs utilisent l'usinage CNC en plastique pour fabriquer des composants et prototypes automobiles en temps réel. Le plastique est largement applicable dans l'industrie dans la fabrication de pièces en plastique CNC personnalisées telles que les tableaux de bord en raison de son léger, ce qui réduit la consommation de carburant. De plus, le plastique résiste à la corrosion et à l'usure, que la plupart des composants automobiles éprouvent. En dehors de cela, le plastique est moulable en formes complexes facilement.
Pièces aérospatiales
La fabrication de pièces aérospatiales nécessite une méthode de fabrication qui a une haute précision et des tolérances étroites. En conséquence, l'industrie opte pour l'usinage CNC dans la conception, les tests et la construction de différentes pièces usinées en aérospatiale. Les matériaux plastiques sont applicables en raison de leur aptitude aux formes complexes, à la résistance, aux produits chimiques légers et élevés et à la résistance à la chaleur.
Industrie électronique
L'industrie électronique favorise également l'usinage en plastique CNC en raison de sa haute précision et de sa répétabilité. Actuellement, le processus est utilisé pour fabriquer des pièces électroniques en plastique MACHACHED CNC telles que les enclos métalliques, les claviers de périphérique et les écrans LCD.
Quand choisir l'usinage CNC en plastique
Le choix parmi les nombreux processus de fabrication en plastique discutés ci-dessus peut être difficile. En conséquence, ci-dessous est une considération qui peut vous aider à décider si l'usinage CNC en plastique est le meilleur processus pour votre projet:
Si la conception de prototypes en plastique avec une tolérance serrée
L'usinage en plastique CNC est la meilleure méthode pour fabriquer des pièces avec des conceptions nécessitant des tolérances étroites. Un broyage CNC conventionnel peut atteindre une tolérance étroite d'environ 4 μm.
Si le prototype en plastique nécessite une finition de surface de qualité
CNC Machine offre une finition de surface de haute qualité, ce qui le rend approprié si votre projet n'a pas besoin d'un processus de finition de surface supplémentaire. Ceci est différent de l'impression 3D, ce qui laisse des marques de couche pendant l'impression.
Si le prototype en plastique nécessite des matériaux spéciaux
L'usinage en plastique CNC peut être utilisé pour produire des pièces à partir d'une large gamme de matériaux plastiques, y compris ceux aux propriétés spéciales telles que une résistance à haute température, une forte résistance ou une forte résistance chimique. Cela en fait un choix idéal pour créer des prototypes avec des exigences spécialisées.
Si vos produits sont en phase de test
L'usinage CNC repose sur des modèles 3D, qui sont faciles à changer. Étant donné que l'étape de test nécessite une modification constante, l'usinage CNC permet aux concepteurs et aux fabricants de créer des prototypes en plastique fonctionnels pour tester et dépanner des défauts de conception.
· Si vous avez besoin d'une option économique
Comme les autres méthodes de fabrication, l'usinage en plastique CNC convient à la fabrication de pièces de manière rentable. Les plastiques sont moins coûteux que les métaux et autres matériaux, tels que les composites. De plus, le contrôle numérique de l'ordinateur est plus précis et le processus convient à la conception complexe.
Conclusion
L'usinage en plastique CNC est un processus largement accepté industriellement en raison de sa précision, de sa vitesse et de sa pertinence pour fabriquer des pièces avec une tolérance serrée. Cet article parle des différents matériaux d'usinage CNC compatibles avec le processus, des techniques disponibles et d'autres choses qui peuvent aider votre projet.
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Heure du poste: novembre-13-2023