Selecionando os Materiais Certos para Peças de Máquina de Fresamento CNC – Guia Especialista

Muitos protótipos plásticos são peças de máquina de fresamento, plásticos regulares como ABS, PC, PMMA, POM e bloco de material PEEK podem ser usinados por máquinas de fresamento CNC ou máquinas de torneamento CNC. Explore mais detalhes sobre como fazer peças usinadas CNC aqui.

Se você quer ter um protótipo feito, e você tem um requisito de material específico, por exemplo, PC transparente. Então o processo é limitado a usinagem CNC (fresamento CNC ou torneamento). Claro, moldagem por injeção provavelmente também poderia produzir esta peça. No entanto, é irreal gastar milhares ou milhões de dólares fazendo um protótipo.

Neste artigo, vou escrever duas histórias reais sobre escolha de material plástico, inspiradas por projetos reais. (Nome, empresa e produto serão anônimos por razões de confidencialidade).

1. Mantendo a Cor Consistente com Diferentes Peças de Máquina de Fresamento Plástico

Um cliente antigo veio até nós com uma nova consulta para um novo protótipo. O material solicitado para três das peças é PA6 branco (Nylon). Duas das peças precisam ser coladas e polidas.

No entanto, como pode ser conhecido por algumas pessoas, o material Nylon é "auto-lubrificado", portanto não pode ser colado com outras peças. E o material Nylon não é recomendado para ser polido, devido às propriedades do material em si, após polir a superfície da peça de Nylon fresada ficaria ainda mais áspera do que as peças apenas fresadas por máquinas CNC.

O cliente então mudou duas peças que precisam de colagem para PC branco, que pode ser colado (embora as peças de PC não possam ser coladas fortemente) e polido bastante liso.

No entanto, como este cliente se importa muito com a estética deste protótipo, se todas as peças precisam ser montadas e apresentadas a clientes importantes, a cor das peças deve ser consistente. A coisa é mesmo se os materiais PC e Nylon são todos brancos, eles são ligeiramente diferentes brancos. As fotos a seguir foram tiradas por mim para mostrar ao nosso cliente a diferença:

Como mostrado acima nas fotos, embora sejam todas cores brancas, elas são um pouco diferentes na realidade. É um pequeno detalhe, mas se a estética é realmente importante para um protótipo, por exemplo, os protótipos devem ser apresentados a clientes importantes ou em uma exposição, então não é uma boa ideia ignorar a consistência das cores de diferentes materiais.

Voltando à história, ao ver as fotos, o cliente escolheu ABS branco para todas as três peças e ficou bastante satisfeito com como a peça inteira saiu no final.

2. Existe Uma Alternativa para Peças de Máquina de Fresamento de PC Transparente?

Como declarei no início, se o material tem que ser PC, então o único processo para fazer um protótipo é usinagem CNC. Mas e se eu só preciso que o protótipo seja transparente, pode ser qualquer material transparente e eu quero que o custo seja o mais baixo possível?

Um novo cliente nos enviou alguns arquivos de design com uma mensagem simples: "Isso precisa ser um protótipo de policarbonato transparente polido. Tem uma peça que precisa ser Teflon transparente" (Informações parcialmente ocultadas por razões de confidencialidade).

Como a mensagem era bastante simples, e não há material de bloco de Teflon transparente (apenas pellets de Teflon transparente usados para moldagem por injeção), liguei para o número de celular deixado pelo cliente.

Após comunicações, aprendi que a peça inteira precisa segurar cerca de 5 galões de água e o material não precisa ser PC. Todas as peças podem ser outros materiais transparentes. O cliente gostaria de gastar o mínimo possível para fazer o protótipo e testar se o item inteiro funciona como deveria. A peça não precisa ser muito transparente. É aceitável se alguém puder ver dentro da peça. Se for muito caro fazer a peça transparente, então se a peça não for tão transparente, está ok.

Depois que obtive todas essas informações, recomendei usar impressão 3D para fazer esta peça e polimento transparente para o acabamento superficial. Pois a impressão 3D pode fazer muitas formas complexas e geralmente custa muito menos comparado à usinagem CNC. Às vezes, se uma peça é muito complexa para máquinas de fresamento CNC, a peça tem que ser dividida em várias peças, usinadas separadamente e coladas no final.

Neste caso, considerando que a peça precisa segurar bastante água, seria melhor se não dividíssemos as peças, porque não importa quão forte a cola seja, há a possibilidade de que as peças coladas não aguentassem tanta quantidade de água.

Para impressão 3D, as desvantagens são que pode haver pequenas bolhas transparentes dentro das peças impressas, o material é bastante limitado, para SLA, o único material disponível é resina fotossensível, e para SLS, as peças finalizadas têm uma superfície bastante áspera, que não pode ser polida nem pintada para ter melhor estética.

Após uma revisão preliminar dos designs pela minha equipe de engenharia e por mim, oferecemos cinco propostas de usinagem para o cliente: Fresamento CNC PC com polimento a vapor, Fresamento CNC PC sem polimento a vapor, Impressão 3D com polimento transparente, Impressão 3D sem polimento, e impressão 3D com apenas uma peça polida. Também, algumas fotos de amostra foram enviadas ao cliente para ver como cada peça ficaria no final.

Neste caso particular, se o material tem que ser policarbonato, algumas peças precisariam de divisão e colagem, devido à estrutura do design e limitações da própria usinagem CNC. Fornecemos um plano muito específico de divisão e colagem (a peça precisa segurar cerca de 5 galões de água considerado) ao cliente. Além disso, a superfície das peças de policarbonato de máquina de fresamento são bastante fosca, não transparentes, portanto, para tornar a peça transparente, temos que usar polimento a vapor. Se o requisito de transparência for alto, então a peça tem que ser polida a vapor e polida manualmente. Neste caso, cotamos apenas polimento a vapor para o acabamento superficial.

Se usando impressão 3D (SLA), então não precisamos dividir as peças, todas podem ser usinadas como peças inteiras e depois montar. Mas as peças que acabaram de ser impressas, mesmo sendo material transparente, a peça em si é fosca, e temos que polir à mão para torná-la transparente.

Entre as cinco propostas, o custo mais alto é Fresamento CNC PC com polimento a vapor, enquanto o mais baixo é Impressão 3D (SLA) material transparente sem polimento.

Após ver todas as nossas propostas, o cliente decidiu ir com impressão 3D e polir uma peça que tem que ser transparente. A peça funciona muito bem e a peça agora está pronta para moldagem por injeção.

Conclusão

Embora nos projetos acima, escolher os materiais plásticos adequados sejam pequenos detalhes, estamos sempre pacientes e comprometidos em fornecer os serviços ótimos para nossos clientes.