תיאור נפוץ של עיבוד שבבי CNC, ברוב המקרים, כרוך בעבודה עם חומר עבודה מתכתי. עם זאת, לא רק שעיבוד שבבי CNC ניתן ליישם באופן נרחב על פלסטיק, אלא שעיבוד שבבי CNC לפלסטיק הוא גם אחד מתהליכי העיבוד הנפוצים במספר תעשיות.
קבלת עיבוד שבבי פלסטיק כתהליך ייצור נובעת מהמגוון הרחב של חומרי CNC מפלסטיק הזמינים. יתר על כן, עם כניסתה של בקרה נומרית ממוחשבת, התהליך הופך מדויק יותר, מהיר יותר ומתאים לייצור חלקים בעלי סבילות צפופה. כמה אתם יודעים על עיבוד שבבי CNC מפלסטיק? מאמר זה דן בחומרים התואמים לתהליך, בטכניקות הזמינות ובדברים אחרים שיכולים לעזור לפרויקט שלכם.
פלסטיק לעיבוד שבבי CNC
פלסטיקים רבים הניתנים לעיבוד שבבי מתאימים לייצור חלקים ומוצרים המייצרים תעשיות שונות. השימוש בהם תלוי בתכונותיהם, כאשר לחלק מהפלסטיק הניתן לעיבוד שבבי, כגון ניילון, יש תכונות מכניות מצוינות המאפשרות לו להחליף מתכות. להלן סוגי הפלסטיק הנפוצים ביותר לעיבוד שבבי של פלסטיק בהתאמה אישית:
ABS:
אקרילוניטריל בוטדיאן סטירן, או ABS, הוא חומר CNC קל משקל הידוע בעמידותו בפני פגיעות, חוזקו ויכולת העיבוד הגבוהה שלו. למרות שהוא מתהדר בתכונות מכניות טובות, יציבותו הכימית הנמוכה ניכרת ברגישותו לשומנים, אלכוהולים וממסים כימיים אחרים. כמו כן, היציבות התרמית של ABS טהור (כלומר, ABS ללא תוספים) נמוכה, מכיוון שהפולימר הפלסטי יישרף גם לאחר הסרת הלהבה.
יתרונות
הוא קל משקל מבלי לאבד את חוזקו המכני.
הפולימר הפלסטי ניתן לעיבוד שבבי בקלות, מה שהופך אותו לחומר פופולרי ביותר לייצור אב טיפוס מהיר.
ל-ABS יש נקודת התכה נמוכה המתאימה (זה חשוב לתהליכי ייצור מהירים אחרים של אב טיפוס כגון הדפסה תלת-ממדית ויציקה בהזרקה).
יש לו חוזק מתיחה גבוה.
ל-ABS עמידות גבוהה, מה שאומר אורך חיים ארוך יותר.
זה במחיר סביר.
חסרונות
הוא משחרר אדים חמים של פלסטיק כאשר הוא נחשף לחום.
אתה זקוק לאוורור נאות כדי למנוע הצטברות של גזים כאלה.
יש לו נקודת התכה נמוכה אשר עלולה לגרום לעיוות עקב חום הנוצר על ידי מכונת ה-CNC.
יישומים
ABS הוא תרמופלסט הנדסי פופולרי מאוד המשמש שירותי ייצור מהיר של אבות טיפוס רבים בייצור מוצרים בזכות תכונותיו המצוינות ומחירו הסביר. הוא ישים בתעשיות החשמל והרכב בייצור חלקים כגון מכסי מקלדת, מארזים אלקטרוניים ורכיבי לוח מחוונים לרכב.
ניילון
ניילון או פוליאמיד הוא פולימר פלסטיק בעל חיכוך נמוך ועמידות גבוהה בפני פגיעות, כימיקלים ושחיקה. תכונותיו המכניות המצוינות, כגון חוזק (76mPa), עמידות וקשיחות (116R), הופכות אותו למתאים ביותר לעיבוד שבבי CNC ומשפרות עוד יותר את יישומו בתעשיות ייצור הרכב והחלקים הרפואיים.
יתרונות
תכונות מכניות מצוינות.
יש לו חוזק מתיחה גבוה.
חסכוני.
זהו פולימר קל משקל.
הוא עמיד בפני חום וכימיקלים.
חסרונות
יש לו יציבות ממדית נמוכה.
ניילון יכול לספוג לחות בקלות.
הוא רגיש לחומצות מינרליות חזקות.
יישומים
ניילון הוא תרמופלסט הנדסי בעל ביצועים גבוהים, המתאים לייצור אבות טיפוס וייצור חלקים אמיתיים בתעשיות הרפואה והרכב. רכיבים המיוצרים מחומר CNC כוללים מיסבים, דיסקיות וצינורות.
אַקרִילִי
אקריליק או PMMA (פולי מתיל מתאקרילט) פופולרי בעיבוד שבבי CNC מפלסטיק בשל תכונותיו האופטיות. הפולימר הפלסטי שקוף ועמיד בפני שריטות, ומכאן השימוש בו בתעשיות הדורשות תכונות כאלה. מלבד זאת, יש לו תכונות מכניות טובות מאוד, המתבטאות בקשיחותו ובעמידותו בפני פגיעות. בזכות מחירו הזול, עיבוד שבבי CNC אקרילי הפך לחלופה לפולימרים מפלסטיק כמו פוליקרבונט וזכוכית.
יתרונות
זה קל משקל.
אקריליק עמיד מאוד בפני כימיקלים וקרינת UV.
יש לו יכולת עיבוד גבוהה.
לאקריליק עמידות גבוהה בפני כימיקלים.
חסרונות
זה לא כל כך עמיד בפני חום, פגיעות ושחיקה.
זה יכול להיסדק תחת עומס כבד.
הוא אינו עמיד בפני חומרים אורגניים כלוריים/ארומטיים.
יישומים
אקריליק ניתן לשימוש כתחליף לחומרים כמו פוליקרבונט וזכוכית. כתוצאה מכך, הוא ניתן לשימוש בתעשיית הרכב לייצור צינורות תאורה וכיסויי נורות חיווי לרכב, ובתעשיות אחרות לייצור פאנלים סולאריים, גגוני חממות וכו'.
נקודת מכירה
POM או Delrin (שם מסחרי) הוא חומר פלסטי CNC הניתן לעיבוד שבבי בקלות, הנבחר על ידי שירותי עיבוד שבבי CNC רבים בשל חוזקו הגבוה ועמידותו בפני חום, כימיקלים ובלאי. ישנם מספר דרגות של Delrin, אך רוב התעשיות מסתמכות על Delrin 150 ו-570 מכיוון שהם יציבים מבחינה ממדית.
יתרונות
הם החומרים הניתנים לעיבוד שבבי ביותר מבין כל חומרי הפלסטיק CNC.
יש להם עמידות כימית מצוינת.
יש להם יציבות ממדית גבוהה.
יש לו חוזק מתיחה ועמידות גבוהים, מה שמבטיח אורך חיים ארוך יותר.
חסרונות
יש לו עמידות נמוכה לחומצות.
יישומים
POM מוצא את יישומו במגוון תעשיות. לדוגמה, במגזר הרכב, הוא משמש לייצור רכיבים לחגורות בטיחות. תעשיית הציוד הרפואי משתמשת בו לייצור עטי אינסולין, בעוד שמגזר מוצרי הצריכה משתמש ב-POM לייצור סיגריות אלקטרוניות ומדי מים.
HDPE
פוליאתילן בצפיפות גבוהה הוא תרמופלסטי בעל עמידות גבוהה למאמצים ולכימיקלים קורוזיביים. הוא מציע תכונות מכניות מצוינות כגון חוזק מתיחה (4000PSI) וקשיחות (R65) בהשוואה למקבילו, כאשר ה-LDPE מחליף אותו ביישומים בעלי דרישות כאלה.
יתרונות
זהו פלסטיק גמיש הניתן לעיבוד שבבי.
הוא עמיד מאוד בפני לחץ וכימיקלים.
יש לו תכונות מכניות מצוינות.
ל-ABS עמידות גבוהה, מה שאומר אורך חיים ארוך יותר.
חסרונות
יש לו עמידות נמוכה לקרינת UV.
יישומים
HDPE יש לו מגוון יישומים, כולל יצירת אבות טיפוס, יצירת גלגלי שיניים, מיסבים, אריזות, בידוד חשמלי וציוד רפואי. הוא אידיאלי ליצירת אבות טיפוס מכיוון שניתן לעבד אותו במהירות ובקלות, ועלותו הנמוכה הופכת אותו למצוין ליצירת איטרציות מרובות. בנוסף, זהו חומר טוב לגלגלי שיניים בשל מקדם החיכוך הנמוך ועמידות הגבוהה בפני שחיקה, ולמיסבים, מכיוון שהוא בעל יכולת שימון עצמי ועמידות כימית.
פוליאתילן פחם
LDPE הוא פולימר פלסטי קשיח וגמיש בעל עמידות טובה לכימיקלים ובטמפרטורה נמוכה. הוא ניתן ליישום נרחב בתעשיית ייצור החלקים הרפואיים לייצור תותבות ואורתוטיקה.
יתרונות
זה קשיח וגמיש.
הוא עמיד מאוד בפני קורוזיה.
קל לאטום באמצעות טכניקות חום כמו ריתוך.
חסרונות
זה לא מתאים לחלקים הדורשים עמידות לטמפרטורות גבוהות.
יש לו קשיחות נמוכה וחוזק מבני.
יישומים
LDPE משמש לעתים קרובות לייצור גלגלי שיניים ורכיבים מכניים בהתאמה אישית, רכיבים חשמליים כמו מבודדים ומארזים למכשירים אלקטרוניים, וחלקים בעלי מראה מלוטש או מבריק. יתרה מכך, מקדם החיכוך הנמוך שלו, עמידותו הגבוהה לבידוד ועמידותו הופכים אותו לחומר אידיאלי עבור יישומים בעלי ביצועים גבוהים.
פוליקרבונט
PC הוא פולימר פלסטי חזק אך קל משקל בעל תכונות מעכבות חום ובידוד חשמלי. כמו אקריליק, הוא יכול להחליף זכוכית בזכות שקיפותו הטבעית.
יתרונות
זה יעיל יותר מרוב התרמופלסטיקים ההנדסיים.
הוא שקוף באופן טבעי ויכול להעביר אור.
זה קולט צבע מצוין.
יש לו חוזק מתיחה ועמידות גבוהים.
PC עמיד בפני חומצות מדוללות, שמנים ושומנים.
חסרונות
הוא מתפרק לאחר חשיפה ממושכת למים מעל 60 מעלות צלזיוס.
הוא רגיש לבלאי פחמימנים.
הוא יצהיב עם הזמן לאחר חשיפה ממושכת לקרני UV.
יישומים
בהתבסס על תכונות האור שלו, פוליקרבונט יכול להחליף חומר זכוכית. לפיכך, הוא משמש לייצור משקפי בטיחות ודיסקים/דיסקים DVD. מלבד זאת, הוא מתאים לייצור כלים כירורגיים ומפסקים.
שיטות עיבוד CNC מפלסטיק
עיבוד שבבי של חלקי פלסטיק ב-CNC כרוך בשימוש במכונה מבוקרת מחשב להסרת חלק מהפולימר הפלסטי ליצירת המוצר הרצוי. תהליך הייצור החסרתי יכול ליצור אינספור חלקים עם סובלנות, אחידות ודיוק צמודים באמצעות השיטות הבאות.
חריטה CNC
חריטה ב-CNC היא טכניקת עיבוד שבבי הכוללת החזקת חומר העבודה על מחרטה וסיבובו כנגד כלי החיתוך על ידי סיבוב או סיבוב. ישנם גם מספר סוגים של חריטה ב-CNC, כולל:
חריטה ישרה או גלילית של CNC מתאימה לחיתוכים גדולים.
חריטה CNC עם התחדדות מתאימה ליצירת חלקים בעלי צורות דמויות חרוט.
ישנן מספר הנחיות בהן ניתן להשתמש בחריטת CNC מפלסטיק, כולל:
ודאו שלקצוות החיתוך יש זווית אחורית שלילית כדי למזער שפשוף.
קצוות החיתוך צריכים להיות בעלי זווית הקלה גדולה.
ללטש את פני השטח של חומר העבודה לקבלת גימור טוב יותר ולהפחתת הצטברות החומר.
הפחת את קצב ההזנה כדי לשפר את דיוק החיתוכים הסופיים (השתמש בקצב הזנה של 0.015 IPR לחיתוכים גסים ו-0.005 IPR לחיתוכים מדויקים).
התאם את מרווח השטח, את זוויות הצד והשיפוע לחומר הפלסטי.
כרסום CNC
כרסום CNC כרוך בשימוש בחותך כרסום כדי להסיר חומר מחומר העבודה כדי לקבל את החלק הנדרש. ישנן מכונות כרסום CNC שונות המחולקות לכרסומות בעלות 3 צירים וכרסומות מרובות צירים.
מצד אחד, מכונת כרסום CNC בעלת 3 צירים יכולה לנוע בשלושה צירים ליניאריים (משמאל לימין, קדימה ואחורה, למעלה ולמטה). כתוצאה מכך, היא מתאימה היטב ליצירת חלקים בעלי עיצובים פשוטים. מצד שני, כרסומים מרובי צירים יכולים לנוע ביותר משלושה צירים. כתוצאה מכך, היא מתאימה לעיבוד שבבי CNC של חלקים מפלסטיק בעלי גיאומטריות מורכבות.
ישנן מספר הנחיות בהן ניתן להשתמש בטכנולוגיית כרסום CNC מפלסטיק, כולל:
לעבד תרמופלסטית מחוזקת בפחמן או זכוכית בעזרת כלי פחמן.
הגדל את מהירות הציר באמצעות מלחציים.
הפחתת ריכוז הלחץ על ידי יצירת פינות פנימיות מעוגלות.
קירור ישירות על הנתב לפיזור חום.
בחר מהירות סיבוב.
יש להסיר שבבים מחלקי פלסטיק לאחר הכרסום כדי לשפר את גימור פני השטח.
קידוח CNC
קידוח CNC מפלסטיק כרוך ביצירת חור בחומר עבודה מפלסטיק באמצעות מקדחה המותקנת עליה מקדח. גודלו וצורתו של המקדח קובעים את גודל החור. יתר על כן, הם גם ממלאים תפקיד בפינוי שבבים. סוגי המקדחים בהם ניתן להשתמש כוללים מקדחה שולחנית, מקדחה אנכית ומקדחה רדיאלית.
ישנן מספר הנחיות בהן ניתן להשתמש בקידוח CNC מפלסטיק, כולל:
ודאו שאתם משתמשים במקדחי CNC חדים כדי למנוע לחץ על חומר העבודה הפלסטיק.
השתמשו במקדח הנכון. לדוגמה, מקדח בזווית של 90 עד 118° עם זווית שפתיים של 9 עד 15° מתאים לרוב התרמופלסטיים (לאקריליק, השתמשו בזווית של 0°).
ודא פליטת שבבים קלה על ידי בחירת המקדח הנכון.
השתמש במערכת קירור כדי להפחית את הנוצר במהלך תהליך העיבוד.
כדי להסיר את מקדח ה-CNC ללא נזק, יש לוודא שעומק הקידוח קטן מפי שלושה או ארבעה מקוטר המקדח. כמו כן, יש להפחית את קצב ההזנה כאשר המקדח כמעט יצא מהחומר.
חלופות לעיבוד שבבי פלסטיק
מלבד עיבוד שבבי של חלקי פלסטיק באמצעות CNC, תהליכי ייצור מהירים אחרים של אב טיפוס יכולים לשמש כחלופות. תהליכים נפוצים כוללים:
הזרקת יציקה
זהו תהליך ייצור המוני פופולרי לעבודה עם חלקי פלסטיק. הזרקה כרוכה ביצירת תבנית מאלומיניום או פלדה, בהתאם לגורמים כמו אורך חיים. לאחר מכן, פלסטיק מותך מוזרק לחלל התבנית, מתקרר ויוצר את הצורה הרצויה.
הזרקת פלסטיק מתאימה הן לבניית אבות טיפוס והן לייצור חלקים אמיתיים. מלבד זאת, זוהי שיטה חסכונית המתאימה לחלקים בעלי עיצובים מורכבים ופשוטים. יתר על כן, חלקים בהזרקה כמעט ולא דורשים עבודה נוספת או טיפול פני שטח.
הדפסה תלת-ממדית
הדפסה תלת-ממדית היא שיטת ייצור האב-טיפוס הנפוצה ביותר המשמשת בעסקים קטנים. תהליך ייצור תוסף הוא כלי ייצור מהיר הכולל טכנולוגיות כגון סטריאוליתוגרפיה (SLA), מודל שיקוע התמזג (FDM) וסינטור לייזר סלקטיבי (SLS) המשמשות לעבודה על תרמופלסטיקים כגון ניילון, PLA, ABS ו-ULTEM.
כל טכנולוגיה כרוכה ביצירת מודלים דיגיטליים תלת-ממדיים ובניית החלקים הרצויים שכבה אחר שכבה. זה כמו עיבוד שבבי CNC מפלסטיק, אם כי זה כרוך בפחות בזבוז חומר, בניגוד לאחרון. יתר על כן, זה מבטל את הצורך בכלים ומתאימה יותר לייצור חלקים עם עיצובים מורכבים.
יציקת ואקום
יציקת ואקום או יציקת פוליאוריטן/אוריתן כוללת תבניות סיליקון ושרפים ליצירת עותק של תבנית אב. תהליך יצירת אב טיפוס מהיר מתאים ליצירת פלסטיק באיכות גבוהה. יתר על כן, העותקים ניתנים ליישום בהמחשת רעיונות או בפתרון בעיות של פגמים בתכנון.
יישומים תעשייתיים של עיבוד שבבי CNC מפלסטיק
עיבוד שבבי CNC מפלסטיק ניתן ליישום נרחב בזכות יתרונות כגון דיוק, רמת התאמה גבוהה וסבילות צמודה. יישומים תעשייתיים נפוצים של התהליך כוללים:
תעשיית הרפואה
עיבוד שבבי פלסטיק CNC ניתן כיום ליישם בייצור חלקים רפואיים כגון גפיים תותבות ולבבות מלאכותיים. רמת הדיוק והחזרתיות הגבוהה שלו מאפשרים לו לעמוד בתקני הבטיחות המחמירים הנדרשים על ידי התעשייה. יתר על כן, קיימות אפשרויות חומרים רבות, והוא מייצר צורות מורכבות.
רכיבי רכב
גם מעצבי רכב וגם מהנדסי רכב משתמשים בעיבוד שבבי CNC מפלסטיק כדי לייצר רכיבי רכב ואבות טיפוס בזמן אמת. פלסטיק ניתן ליישם באופן נרחב בתעשייה לייצור חלקי פלסטיק בהתאמה אישית כמו לוחות מחוונים, בשל משקלו הקל, מה שמפחית את צריכת הדלק. יתר על כן, פלסטיק עמיד בפני קורוזיה ובלאי, שחווים רוב רכיבי הרכב. מלבד זאת, פלסטיק ניתן לעיצוב בקלות לצורות מורכבות.
חלקי חלל
ייצור חלקי תעופה וחלל דורש שיטת ייצור בעלת דיוק גבוה וסבולות צפופות. כתוצאה מכך, התעשייה בוחרת בעיבוד שבבי CNC בתכנון, בדיקה ובנייה של חלקים שונים המעובדים בתעופה וחלל. חומרי פלסטיק ניתנים לשימוש בשל התאמתם לצורות מורכבות, חוזקם, משקלם ועמידותם בחום, עקב כימיקלים עתירי משקל ועמידותם בחום.
תעשיית האלקטרוניקה
תעשיית האלקטרוניקה מעדיפה גם היא עיבוד שבבי פלסטיק ב-CNC בשל הדיוק הגבוה וחזרתיותו. כיום, התהליך משמש לייצור חלקים אלקטרוניים מפלסטיק המעובדים ב-CNC כגון מארזי חוטים, לוחות מקשים למכשירים ומסכי LCD.
מתי לבחור עיבוד שבבי CNC מפלסטיק
בחירה מבין תהליכי ייצור הפלסטיק הרבים שנדונו לעיל יכולה להיות מאתגרת. כתוצאה מכך, להלן מספר שיקולים שיכולים לעזור לכם להחליט האם עיבוד שבבי CNC לפלסטיק הוא התהליך הטוב יותר עבור הפרויקט שלכם:
אם עיצוב אב טיפוס מפלסטיק עם סובלנות הדוקה
עיבוד שבבי פלסטיק CNC הוא השיטה הטובה יותר לייצור חלקים בעלי עיצובים הדורשים סבילות צפופות. מכונת כרסום CNC קונבנציונלית יכולה להשיג סבילות צפופה של כ-4 מיקרון.
אם אב טיפוס מפלסטיק דורש גימור משטח איכותי
מכונת CNC מציעה גימור פני שטח באיכות גבוהה, מה שהופך אותה למתאימה אם הפרויקט שלכם אינו דורש תהליך גימור פני שטח נוסף. זאת בניגוד להדפסה תלת-ממדית, אשר משאירה סימני שכבה במהלך ההדפסה.
אם אב טיפוס מפלסטיק דורש חומרים מיוחדים
עיבוד שבבי CNC מפלסטיק יכול לשמש לייצור חלקים ממגוון רחב של חומרים פלסטיים, כולל כאלה בעלי תכונות מיוחדות כגון עמידות בטמפרטורה גבוהה, חוזק גבוה או עמידות גבוהה לכימיקלים. זה הופך אותו לבחירה אידיאלית ליצירת אבות טיפוס עם דרישות מיוחדות.
אם המוצרים שלך נמצאים בשלב הבדיקה
עיבוד שבבי CNC מסתמך על מודלים תלת-ממדיים, שקל לשנות. מכיוון ששלב הבדיקה דורש שינוי מתמיד, עיבוד שבבי CNC מאפשר למעצבים וליצרנים ליצור אבות טיפוס מפלסטיק פונקציונליים כדי לבדוק ולפתור פגמים בתכנון.
· אם אתם זקוקים לאפשרות חסכונית
כמו שיטות ייצור אחרות, עיבוד שבבי CNC מפלסטיק מתאים לייצור חלקים בצורה חסכונית. פלסטיק זול יותר ממתכות וחומרים אחרים, כגון חומרים מרוכבים. יתר על כן, בקרה נומרית ממוחשבת מדויקת יותר, והתהליך מתאים לתכנון מורכב.
מַסְקָנָה
עיבוד שבבי פלסטיק CNC הוא תהליך מקובל באופן תעשייתי בשל דיוקו, מהירותו והתאמתו לייצור חלקים בעלי סבילות צפופה. מאמר זה דן בחומרי עיבוד שבבי CNC השונים התואמים לתהליך, בטכניקות הזמינות ודברים נוספים שיכולים לסייע לפרויקט שלכם.
בחירת טכניקת העיבוד הנכונה יכולה להיות מאתגרת מאוד, מה שמחייב אותך להוציא את השירות לספק שירותי CNC לפלסטיק. ב-GuanSheng אנו מציעים שירותי עיבוד CNC לפלסטיק בהתאמה אישית ויכולים לעזור לך לייצר חלקים שונים עבור אב טיפוס או שימוש בזמן אמת בהתאם לדרישות שלך.
יש לנו מספר חומרי פלסטיק המתאימים לעיבוד שבבי CNC עם תהליך בחירה קפדני ויעיל. בנוסף, צוות ההנדסה שלנו יכול לספק ייעוץ מקצועי לבחירת חומרים והצעות עיצוב. העלו את העיצוב שלכם עוד היום וקבלו הצעות מחיר מיידיות וניתוח DfM חינם במחיר תחרותי.
זמן פרסום: 13 בנובמבר 2023