Guia de seleção para usinagem de plástico CNC

Ao criar uma peça, uma das decisões mais importantes que um engenheiro de projeto deve enfrentar é qual material usar. A escolha do material determinará a função e a aparência de um determinado componente e como ele se manterá ao longo do tempo.

Os plásticos estão se tornando cada vez mais populares. Eles são leves, fáceis de processar e geralmente mais baratos que produtos metálicos semelhantes. Existem muitos tipos de plásticos usinados, cada um com suas vantagens e desvantagens.

Há muitas maneiras de produzir peças plásticas de alta precisão. Os plásticos modernos de grau industrial são fundidos, moldados por injeção, impressos ou usinados. As três primeiras opções são muito adequadas para a fabricação de peças geométricas complexas com bom acabamento superficial. Mas quando você precisa atingir tolerâncias apertadas ou produzir um acabamento superficial espelhado em quase qualquer tipo de peça, não há nada melhor do que usinar.

Uma visão geral dos serviços de usinagem de plástico

A usinagem de plástico, como todos os processos de usinagem, é um método subtrativo que remove camadas de material para moldar e formar a peça ou produto final. Algumas das operações de usinagem mais comuns usadas para materiais plásticos são:

Corte

Normalmente, a operação de corte gera algum calor, que pode danificar o plástico. Ao cortar plástico, o operador deve tomar cuidado para evitar deformação térmica.

Virando

As operações de torneamento de plástico são realizadas em um torno, que gira e manipula a peça de trabalho para que a ferramenta de corte estacionária possa cortar e remover o excesso de material de acordo com o projeto pretendido.

Fresagem

A operação de torneamento envolve a rotação da peça plástica, enquanto a operação de fresamento requer a rotação da ferramenta de corte para remover os cavacos plásticos da peça fixa.

Perfuração

Se a broca apropriada não for selecionada, pode ser perigoso e pode levar a superaquecimento ou forças de cisalhamento. No entanto, desde que a preparação seja correta e as ferramentas sejam preparadas e utilizadas, técnicos qualificados podem fazer furos de pequeno e grande diâmetro em produtos plásticos sem destruir a estrutura.

Moagem

A retificação é semelhante à retificação porque o processo remove lascas de plástico da peça de trabalho para alterar sua forma. A principal diferença é que a fresagem usa corte intermitente, enquanto a moagem corta continuamente o plástico do produto para obter uma forma mais suave e acabamento superficial.

Materiais usados ​​para usinagem CNC de plástico

Plásticos ABS

Acrilonitrila butadieno estireno, muitas vezes abreviado como ABS, é um dos materiais termoplásticos mais comuns. Possui boas propriedades mecânicas, excelente resistência ao impacto, alta resistência ao calor e boa usinabilidade. O ABS é fácil de usinar, resistente ao calor e pode ser usado para acabamento (cola, pintura, polimento, etc.). Geralmente é usado para prototipar funções de peças antes da produção em massa.

O ABS não tem boa resistência à abrasão ou resistência química e derrete em acetona. Também não é um plástico particularmente forte.

A aplicação mais comum do ABS é a moldagem por injeção, que é usada para fazer caixas de produtos eletrônicos, eletrodomésticos e até mesmo peças icônicas de Lego.

Nilon

Semelhante ao ABS, o nylon é um plástico durável com alta resistência e rigidez, pode manter um bom isolamento elétrico em uma ampla faixa de temperatura, além de boa resistência química e resistência à abrasão. Nylon 6 e nylon 66 são as classes mais usadas na usinagem CNC.

Mas o nylon 6/6 absorve facilmente a umidade, fazendo com que inche e perca alguma precisão dimensional. Se uma grande quantidade de material assimétrico for removida devido ao estresse interno inerente do material durante o processamento, ele também se deformará.

O nylon é mais comumente encontrado em equipamentos médicos, hardware de montagem de placas de circuito, componentes do compartimento do motor automotivo e abraçadeiras. Em muitas dessas aplicações, é usado como um substituto econômico para metais.

Acrílico

Acrílico (também conhecido como Perspex ou Luctie) é o nome comercial do plástico PMMA. É resistente, tem boa resistência ao impacto e resistência a arranhões e pode ser facilmente colado.

O acrílico processado é transparente, o que é muito adequado para qualquer aplicação que exija transparência ou translucidez óptica.

No entanto, o acrílico é um plástico frágil e rachará ou quebrará sob muita pressão. Qualquer superfície usinada em uma placa de acrílico perde a transparência e assume uma aparência fosca e translúcida. Portanto, geralmente é melhor prestar atenção se as peças de acrílico devem ser deixadas na espessura original para manter a transparência. Se a superfície processada precisar ser transparente, o polimento pode ser usado como uma etapa adicional de pós-processamento.

Delrin

POM é bem conhecido sob o nome comercial Delrin. É um termoplástico de engenharia com a maior processabilidade entre os plásticos e é considerado o plástico mais econômico. Possui uma superfície lisa e de baixo atrito, excelente estabilidade dimensional e alta rigidez. Para materiais que encontram muita fricção nestas ou quaisquer outras aplicações, requerem tolerâncias apertadas ou requerem alta rigidez, Delrin é um excelente plástico. Mas a desvantagem é que é difícil de vincular.

Delrin é geralmente usado para engrenagens, rolamentos, buchas e fixadores, ou para fazer gabaritos e acessórios para montagem.

HDPE

HDPE significa polietileno de alta densidade, um termoplástico com alta relação resistência-peso. O HDPE possui alta resistência química, isolamento elétrico e durabilidade sob condições climáticas severas. Semelhante ao Delrin, o HDPE tem uma superfície lisa, que pode limitar o atrito e resistir bem a alto impacto, possui uma alta relação resistência-peso e boa resistência às intempéries.

A principal desvantagem do PEAD é sua baixa resistência, principalmente em termos de alongamento e flexão.

O HDPE é um termoplástico leve que é usado para aplicações externas e prototipagem devido ao seu baixo custo e peso leve. Como o ABS, é frequentemente usado para criar protótipos antes da moldagem por injeção. Devido à sua resistência química e propriedades escorregadias, é muito adequado para a fabricação de bujões e vedações, e também é ideal para aplicações sensíveis ao peso ou sensíveis à eletricidade.

PEEK

PEEK é um termoplástico de engenharia de alto desempenho com excelente resistência ao impacto e estabilidade dimensional. O plástico PEEK é muito fácil de processar e é o principal material usado no processamento CNC. Devido ao seu incrível desempenho, é frequentemente usado nas indústrias automotiva, aeroespacial, médica e elétrica.

O único inconveniente é o preço alto. No entanto, se você precisa de alto desempenho e alta resistência, definitivamente deve considerar o uso deste material. O desempenho deste plástico é melhor do que o dos metais usados ​​nas indústrias química e de processamento. Em algumas indústrias, atualmente está substituindo metais como aço inoxidável e alumínio.

Policarbonito

O policarbonato é um dos plásticos mais duráveis ​​do mercado. Tem resistência ao impacto e rigidez extremamente altas e mantém a funcionalidade em uma ampla faixa de temperatura. Também é opticamente transparente e pode ser tingido de preto se for necessário opaco. O policarbonato é mais adequado para aplicações que exigem plásticos muito resistentes ou muito fortes ou exigem transparência óptica. Portanto, o policarbonato é um dos plásticos mais usados ​​com a maior taxa de reciclagem.

O policarbonato puro não tem boa resistência à abrasão e é facilmente riscado. Se necessário, um revestimento anti-riscos e polimento a vapor podem ser adicionados na etapa de pós-processamento para melhorar a resistência ao desgaste ou a clareza óptica.

A durabilidade e transparência do policarbonato significa que ele pode ser usado para fazer discos ópticos, vidros de segurança, tubos de luz e até vidros à prova de balas.

Dicas para usinagem CNC de plástico

Máquina

Não existem máquinas CNC de plástico. Na verdade, todas as máquinas-ferramentas usadas para cortar plásticos são ferramentas para metalurgia. Sua rigidez e potência precisas permitem que eles processem facilmente até mesmo plásticos endurecidos. A rigidez da máquina de trabalhar madeira é baixa, então o efeito não é bom.

Ferramenta de corte

Escolher as melhores ferramentas de corte para peças plásticas é uma tarefa complexa. A razão para isso é que a composição de plásticos e materiais compósitos varia muito. Alguns plásticos são reforçados com partículas duras de carboneto ou possuem aditivos que aumentam a flexibilidade, resistência ao calor ou outros parâmetros. Tudo isso muda a forma como os plásticos reagem às máquinas.

As ferramentas de corte são feitas principalmente de aço rápido, metal duro, diamante, etc. Para cortar plásticos comuns, você pode escolher os dois primeiros materiais de corte. Em contraste, o aço rápido tem melhor capacidade de moagem. Escolha ferramentas de aço de alta velocidade e retifique-as cuidadosamente. A aresta de corte da ferramenta será mais afiada, mas sua durabilidade é menor que a das ferramentas de metal duro.

Reduza a força de corte e a temperatura o máximo possível, selecione o ângulo de saída apropriado, ângulo de alívio, ângulo de ataque, ângulo da aresta de corte secundária, raio do arco da ponta da ferramenta, etc. para melhorar a produtividade e a durabilidade da ferramenta e economizar custos de processamento. O cortador permanece afiado e congela o material quando a rigidez não é suficiente.

Configuração de peças

Prenda o bloco de plástico corretamente para evitar pressão excessiva que pode causar ruptura. Recomenda-se o uso de uma almofada de material macio entre o acessório e a peça para evitar deixar marcas na superfície.

Outro problema é a rigidez das peças. Você precisa prestar muita atenção à distância entre o local de perfuração e o acessório. Durante este processo, a broca tentará puxar a peça para cima ao longo de sua ranhura. Se o acessório estiver muito longe, a broca será bem-sucedida, mas dobrará a peça ou poderá rasgar a peça do acessório.

Minimize o efeito chip

Sempre mantenha a ferramenta de corte em movimento (evite ficar em um lugar por muito tempo) para evitar que os cavacos derreta nas peças processadas. Refrigerante ou fluido de corte podem ser usados ​​para diminuir a temperatura e remover cavacos.

Alimentação de usinagem

Usando uma taxa de alimentação maior e velocidade de fuso rápida, é cerca de 3 vezes a alimentação de alumínio e a velocidade de corte correspondente.

Plástico CNC Usinagem Serviço

Devido à grande demanda por peças plásticas para fabricação de protótipos e peças plásticas CNC personalizadas, surgiu um grande número de serviços de usinagem de plástico CNC. Eles, sem dúvida, tornam o processo de produção de todas as partes mais rápido e fácil. Se você tiver projetos relacionados, bem-vindo ao fazer upload de desenhos para obter um orçamento gratuito da SANS Machining.