Aziende di tutto il mondo utilizzano la lavorazione CNC per creare componenti di alta qualità da materiali diversi come ceramica, legno e compositi. Metalli e plastiche sono particolarmente importanti nella produzione di massa, con i metalli che detengono un vantaggio grazie alla loro maggiore lavorabilità.
I macchinisti sono esperti nell'adattare velocità, avanzamenti e selezione degli utensili nella lavorazione dei metalli. Tuttavia, la lavorazione delle plastiche può presentare sfide significative. I metodi di lavorazione efficaci per i metalli come acciaio, ottone, alluminio e titanio spesso non riescono a produrre gli stessi risultati eccellenti nelle plastiche. Il risultato può essere una finitura inadeguata e imprecisioni dimensionali, che portano in definitiva al rifiuto di molti componenti.
Pertanto, nella lavorazione CNC, sviluppare strategie di lavorazione appropriate, su misura per le caratteristiche e le sfide dei diversi materiali, è fondamentale per garantire prodotti finali di alta qualità e accettabili.
Qualsiasi vibrazione dell'utensile, attrito o scarsa formazione di trucioli può causare graffi e segni sulla superficie della plastica, compromettendo la finitura superficiale. Questi difetti non sono solo antiestetici, ma possono anche influire sulla funzione e sulle prestazioni del componente.
Qualsiasi fattore che fa comprimere o espandere la plastica durante la lavorazione influisce sulla capacità del macchinista di soddisfare tolleranze precise quando il componente ritorna alla sua forma originale dopo la lavorazione. Questa variazione dimensionale, che può derivare da fluttuazioni di temperatura, velocità di lavorazione o dalle proprietà intrinseche del materiale, può comportare il mancato rispetto delle specifiche desiderate da parte del componente.
Le plastiche più morbide tendono a "scorrere" attorno all'utensile piuttosto che formare trucioli, in modo simile a quando si immerge il dito nell'argilla umida. Le plastiche più dure possono rompersi in modo imprevedibile vicino al bordo, lasciando piccoli fori.
Lo stress applicato al componente in plastica durante il processo di serraggio può causare deformazioni elastiche. Quando la parte serrata ritorna alla sua forma originale dopo la lavorazione e lo svincolo, la parte in plastica potrebbe non rientrare nella tolleranza.
Se i trucioli di plastica non vengono rimossi rapidamente dall'area di taglio, possono "attaccarsi" alle scanalature delle macchine di foratura e fresatura. Una scarsa evacuazione dei trucioli riduce l'efficienza di taglio e provoca attrito, che aumenta rapidamente la temperatura della plastica circostante.
Molte plastiche hanno una bassa temperatura di deflessione termica, che può farle ammorbidire rapidamente e deformarsi facilmente, soprattutto quando vengono serrate, tagliate o semplicemente sotto la forza di gravità.
I polimeri subiscono un'espansione termica significativamente maggiore rispetto ai metalli comunemente lavorati. Il surriscaldamento può causare espansione e successiva contrazione, impedendo potenzialmente il raggiungimento delle tolleranze.
Diversi polimeri hanno diverse sensibilità ai solventi, che li fanno dissolvere o gonfiarsi. Le officine meccaniche dovrebbero comprendere la compatibilità chimica dei polimeri che utilizzano.
Alcune plastiche assorbono quantità significative di acqua, facendole gonfiarsi. L'umidità nell'aria può anche far gonfiare alcune plastiche oltre la loro capacità.
I polimeri trasparenti (come acrilico, ABS e policarbonato) possono apparire opachi o scoloriti se lasciati con una finitura superficiale ruvida dopo la lavorazione. Alcuni polimeri sono persino suscettibili alla degradazione sotto l'esposizione ai raggi UV.
Poiché plastiche diverse possono presentare sfide diverse durante la lavorazione, la scelta del materiale plastico giusto per la tua applicazione è fondamentale. Alcune plastiche possono avere alti tassi di assorbimento dell'umidità, mentre altre possono rilasciare gas tossici quando surriscaldate. La comprensione di queste caratteristiche può aiutare a ottimizzare la lavorazione e garantire la qualità del prodotto.
Molti macchinisti che hanno familiarità con i metalli ma non con le plastiche tendono spesso a serrare eccessivamente i componenti per evitare qualsiasi movimento durante la lavorazione. Il serraggio eccessivo può lasciare segni sulla plastica serrata o sollecitare il materiale, facendolo espandere e deformare in varie direzioni. Quando viene rimosso abbastanza materiale durante la lavorazione, il componente può diventare più debole nel complesso o persino deformarsi a causa delle sollecitazioni di serraggio. Per ridurre al minimo le forze di serraggio, si consiglia di utilizzare la forza minima assoluta necessaria per fissare il componente. Inoltre, considera di sviluppare un dispositivo che riduca al minimo lo stress sul pezzo in plastica, come un dispositivo lavorato a CNC progettato specificamente per la lavorazione delle plastiche Delin.
Un utensile smussato, un angolo del tagliente errato o anche il design della scanalatura possono influire sui risultati del taglio. L'utilizzo del giusto utensile da taglio può avere un impatto significativo sulla velocità e sull'efficienza di taglio, nonché su una finitura superficiale di alta qualità che evita graffi e scalfitture sulla superficie della plastica. L'utilizzo dell'utensile sbagliato può anche causare l'accumulo di trucioli nel punto di taglio, aumentando l'attrito e aumentando rapidamente le temperature attorno all'utensile.
La selezione dell'utensile da taglio ottimale può richiedere alcune ricerche e sperimentazioni per determinare i risultati migliori per un polimero specifico. Questo investimento migliorerà l'efficienza di lavorazione e la qualità del prodotto, riducendo così la successiva rifinitura e rilavorazione.
L'accumulo di calore eccessivo può causare numerosi problemi di qualità con le plastiche, portando allo scarto dei componenti. Pertanto, mantenere i componenti freddi è fondamentale. Come accennato in precedenza, l'utilizzo dell'utensile da taglio sbagliato e la possibilità che i trucioli si accumulino nel punto di taglio possono portare a un rapido riscaldamento. Con le plastiche, è generalmente meglio tagliare velocemente e poi allontanarsi dal punto di taglio piuttosto che indugiare e consentire l'accumulo di calore.
In generale, due o più getti di refrigerante ad alta pressione dovrebbero essere sufficienti per mantenere la plastica e lo stampo freddi, rimuovendo rapidamente i detriti di plastica. Questa misura di raffreddamento riduce efficacemente le temperature, garantisce un processo di lavorazione regolare e migliora la qualità del prodotto finale.
Sfortunatamente, ogni plastica si comporta in modo molto diverso. I parametri di taglio e gli utensili per una plastica possono comportare rugosità superficiale e scarsa consistenza dimensionale per un'altra. A volte, un macchinista deve aumentare la velocità di taglio per contrastare le vibrazioni dello stampo nella plastica, mentre in altri casi, rallentare può produrre risultati migliori.
Per produrre costantemente componenti in plastica lavorati con precisione, i macchinisti devono ricercare e sperimentare plastiche specifiche per capire come reagiscono alla lavorazione. Ad esempio, il canale YouTube CNC Machining Giants offre utili suggerimenti per la lavorazione di diverse plastiche comuni. Questa conoscenza accumulata aiuterà a ottimizzare il processo di lavorazione e a migliorare la qualità e la coerenza del prodotto.
I suggerimenti presentati in questo articolo non coprono in alcun modo tutte le conoscenze necessarie per superare le sfide della lavorazione delle plastiche. Ogni polimero è altamente sensibile a diversi fattori, che richiedono competenze specialistiche per produrre risultati di alta qualità. Fortunatamente, i macchinisti e gli ingegneri di Hongsinn hanno esperienza nella lavorazione di un'ampia gamma di materiali, tra cui vari metalli e plastiche.
Forniamo servizi di lavorazione CNC di alta qualità per aiutarti a produrre componenti in tempo e nel rispetto del budget. Con la nostra esperienza, puoi essere certo di un processo di lavorazione regolare e di un prodotto di alta qualità che soddisfa le tue esigenze.
