Lavorazione CNC di materiali termoplastici: una guida completa

Lavorazione CNC di termoplastici

Potresti già avere familiarità con due tipi di plastica: termoindurente e termoplastica. La differenza fondamentale è che la plastica termoindurente non può essere rimodellata dopo il riscaldamento, mentre la termoplastica può essere fusa e rimodellata.

Le materie plastiche sono le parti essenziali di Materiali CNCe varie materie plastiche sono disponibili per progetti di lavorazione CNC. Sia i termoindurenti che i termoplastici sono compatibili con le operazioni di lavorazione CNC, anche se in questo articolo discuteremo di termoplastici, incluso proprietà, processo di lavorazione, vantaggi e applicazioni.

Cos'è il termoplastico?

I termoplastici sono miscele di resine polimeriche che non mostrano cambiamenti nelle proprietà quando riscaldate. Diventano più morbidi se riscaldati e più difficili da raffreddare. Il materiale termoplastico può essere rimodellato dopo la fusione, mantenendo tutte le qualità fisiche, meccaniche e chimiche originali.

I materiali termoplastici offrono resistenza meccanica, resistenza agli urti, lavorabilità, resistenza alla corrosione, inerzia chimica e molte altre proprietà benefiche.

Termoplastici comuni nella lavorazione CNC

Nei progetti di lavorazione CNC vengono utilizzati diversi materiali termoplastici in base alle specifiche richieste e all'uso previsto delle parti. Ciascun materiale termoplastico ha alcuni vantaggi e qualità unici da offrire. I materiali termoplastici più frequentemente utilizzati nella lavorazione CNC sono ABS, PMMA, PVS, Acrilico, Policarbonato, Polistirene e Poliuretano.

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Proprietà dei termoplastici

I materiali termoplastici sono materiali CNC adatti per molte applicazioni; non reagiscono con sostanze chimiche acide o alcaline e forniscono resistenza, tenacità e durata eccellenti. Discutiamo più in dettaglio le proprietà dei vari materiali termoplastici.

• Resistenza meccanica

I materiali termoplastici hanno una resistenza inferiore rispetto alla maggior parte dei metalli e delle leghe, ma la loro natura leggera li rende paragonabili ai metalli. Spesso i materiali termoplastici sono rinforzati con fibra e vetro per aumentarne la resistenza per i progetti di lavorazione CNC. Tuttavia, ciò dipende anche dal tipo specifico di materiale termoplastico. Ad esempio, il PE offre una bassa resistenza meccanica, mentre l’ABS e l’acrilico forniscono un’elevata resistenza.

• Forza d'impatto

I materiali termoplastici possono resistere a carichi d'urto senza perdere le loro proprietà fisiche e meccaniche. Le plastiche termoindurenti potrebbero subire fratture ai carichi d'urto, mentre le termoplastiche richiedono un'energia elevata per i fenomeni di frattura.

Lavorazione POM: Il poliossimetilene (POM) è il miglior materiale termoplastico per un'elevata resistenza agli urti. Si comporta bene sotto carichi d'urto ripetuti. Inoltre, la temperatura dell'ambiente operativo influisce sulla resistenza all'urto di qualsiasi materiale termoplastico.

• Durezza

I materiali termoplastici hanno discrete proprietà di indurimento. Prevengono crepe e scheggiature durante le operazioni di lavorazione CNC. Inoltre, le parti termoplastiche lavorate a CNC diventano altamente resistenti all'abrasione.

• Compatibilità chimica

La compatibilità chimica è una caratteristica chiave che rende i materiali termoplastici superiori a molte procedure di lavorazione CNC. Non reagisce con prodotti chimici aggressivi (acidi e alcali).

Alcuni materiali termoplastici mostrano anche proprietà lubrificanti naturali come nylon, acrilico e Delrin. La natura scivolosa di queste plastiche è vantaggiosa in vari modi trasformazione dei prodotti alimentari & applicazioni mediche.

• riciclabilità

I materiali termoplastici sono interamente riciclabili e possono essere ricreati sciogliendoli e modellandoli in uno stampo. La plastica riciclata conserva tutte le sue proprietà originali.

• Umidità e isolamento elettrico

Non assorbe l'umidità e presenta un'ottima impermeabilità. Pertanto, i materiali termoplastici sono ampiamente utili per varie applicazioni marine e altre applicazioni impermeabili.

I materiali termoplastici possono resistere ad alta tensione elettrica senza deformarsi. È la scelta perfetta per l'isolamento elettrico nelle applicazioni elettriche ed elettroniche.

Proprietà dei materiali termoplastici (Thermoplastics – Physical Properties, 2005)

Come scegliere i materiali termoplastici giusti per la lavorazione CNC?

La scelta della termoplastica per i tuoi progetti di lavorazione CNC dipende da diversi fattori, come rproprietà richieste, specifiche, caratteristiche, applicazione prevista e costo.

Il primo passo prevede l'identificazione delle proprietà richieste per particolari applicazioni. Elencare tutte le proprietà fisiche, meccaniche e chimiche essenziali per la funzionalità della parte desiderata. Inoltre, è fondamentale considerare anche le condizioni operative e le prestazioni quando si elencano le proprietà.

• ABS

Lavorazione CNC dell'ABS: L'ABS è un materiale robusto e rigido con un'eccezionale resistenza agli urti. Dopo la lavorazione CNC, lascia una superficie liscia. Se è essenziale un'ulteriore finitura, la superficie può essere rifinita con un approccio di metallizzazione e galvanica. L'ABS è utilizzato nell'industria automobilistica, aerospaziale, elettronica e in molti altri settori.

• Delrin

Lavorazione del Delrin: Delrin è ben noto per la sua leggerezza, resistenza meccanica, compatibilità chimica e isolamento elettrico e termico. Ha applicazioni in vari settori, come quello automobilistico, degli elettrodomestici, dell'elettronica e dei raccordi

• PMMA

Il PMMA è un termoplastico rigido e trasparente utilizzato nelle lavorazioni CNC al posto del vetro.

Fornisce elevata inerzia chimica, resistenza all'usura, resistenza agli agenti atmosferici e resistenza agli urti. Il PMMA potrebbe essere la migliore scelta di materiale per finestre, componenti automobilistici, dispositivi per test antidroga, parti architettoniche e componenti elettronici.

• policarbonato

Il policarbonato è un materiale termoplastico tecnico complesso, impegnativo e trasparente che mantiene un'elevata stabilità dimensionale con i processi di lavorazione CNC. A differenza di altri materiali termoplastici, il PC offre bassa resistenza ai graffi e compatibilità chimica. Svolge un ruolo significativo nelle automobili, nell'illuminazione, negli strumenti ottici, nell'elettronica e in altri settori.

• PVC

Il PVC è uno dei materiali termoplastici ampiamente utilizzati nei progetti di lavorazione CNC. È un materiale rigido, leggero, resistente agli agenti atmosferici e resistente con proprietà ignifughe intrinseche. Il PVC viene utilizzato in molte applicazioni, tra cui impianti idraulici, componenti medici, interni automobilistici, calzature e imballaggi.

Selezione del percorso utensile

Dopo aver selezionato il materiale, è fondamentale fissare il percorso utensile in base al modello 3D. Il percorso utensile corretto garantisce il percorso più breve e la qualità della finitura superficiale. L'uso del software CAM può essere l'approccio migliore per scegliere il percorso utensile.

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Processo di lavorazione dei materiali termoplastici

Lavorazione CNC dell'ABS

I materiali termoplastici possono essere lavorati con general Utensili per lavorazioni CNC in acciaio duro. La velocità di avanzamento e la velocità di taglio sono due variabili significative che influenzano la qualità della lavorazione. Tuttavia, per la tornitura di materiali termoplastici potrebbe essere necessario un utensile in metallo duro di qualità C-2.

Migliori lavorabilità dei materiali termoplastici influenza anche la qualità del pezzo lavorato. È necessario tenerne conto prima di passare alla fase di lavorazione. Le condizioni di lavorazione per vari materiali termoplastici sono elencate nella tabella sottostante

Variabili di tornitura per termoplastici

Questa tabella mostra che ogni materiale termoplastico ha parametri di lavorazione distinti, come angolo di spoglia, spoglia, angolo, velocità di taglio e velocità di avanzamento. Ciascun materiale termoplastico ha resistenza, durezza e grado di lavorabilità diversi.

Opzioni di finitura superficiale

Le parti in materiale termoplastico lavorate a CNC contengono un contenuto soddisfacente finitura superficiale come lavorata. Tuttavia, in molte applicazioni potrebbero essere necessari ulteriori processi di finitura superficiale. La finitura superficiale delle parti termoplastiche garantisce una superficie liscia e lucida, eliminando segni di utensili, sbavature e piccole scheggiature.

La sabbiatura, la sbavatura, la lucidatura, la metallizzazione e l'incisione sono gli approcci di finitura superficiale utilizzati di frequente per le parti termoplastiche lavorate a CNC. Tuttavia, a seconda del particolare tipo di materiale termoplastico, è possibile utilizzare una finitura superficiale speciale per ottenere risultati migliori.

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Ad esempio, la lucidatura a fiamma crea una superficie lucida e liscia su oggetti acrilici applicando calore a fiamma media sulla superficie.

Vantaggi

La lavorazione CNC di materiali termoplastici offre vari vantaggi, come precisione, forme complesse, convenienza economica e molti altri.

• Precisione

Grazie alla loro lavorabilità, i materiali termoplastici possono essere lavorati con tolleranze ristrette. Le macchine CNC avanzate possono creare parti termoplastiche con tolleranze fino a ±0.002 mm. L'elevato grado di precisione facilita anche la produzione in grandi volumi di parti termoplastiche identiche.

• Forme intricate

I materiali termoplastici possono essere utilizzati per creare forme complesse utilizzando la lavorazione CNC, che è difficile da creare con altre materie plastiche e tecniche. Il meccanismo controllato da computer della tecnologia CNC consente di dettare il movimento dell'utensile per una lavorazione precisa.

• Efficienza dei costi

L’elevata velocità di produzione e il basso costo dei materiali termoplastici rendono il processo economicamente vantaggioso. Rispetto al metallo e alle leghe, le parti termoplastiche sono meno costose da creare con la lavorazione CNC.

• Finitura liscia

Le parti termoplastiche create con la lavorazione CNC lasciano una superficie liscia rispetto ad altri approcci produttivi, come lo stampaggio a iniezione. Inoltre, non lascia spigoli vivi.

Applicazioni

Vari materiali termoplastici vengono utilizzati in una vasta gamma di settori dopo la lavorazione con lavorazione CNC. La loro natura leggera, resistenza e tenacità li rendono la scelta ideale per i settori automobilistico, aerospaziale, elettrico, elettronico, delle tubazioni, degli elettrodomestici e molti altri settori.

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La termoplastica è l'opzione ideale per la prototipazione CNC?

I materiali termoplastici sono materiali leggeri ed economici con elevata lavorabilità, resistenza, tenacità, resistenza agli urti, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione. Queste proprietà li rendono ideali per la prototipazione di parti o prodotti per vari settori, tra cui quello automobilistico, aerospaziale, medico, elettronico, petrolifero e del gas e della lavorazione alimentare.

Un processo di prototipazione accurato richiede una produzione rapida, costi contenuti e precisione. Lavorazione plastica CNC dei materiali termoplastici soddisfa tutti questi requisiti.

Conclusione

I termoplastici funzionano molto bene con i processi di lavorazione CNC, che sono utili per prototipo and produzione ad alto volume. Le versatili proprietà fisiche, meccaniche e chimiche sono vantaggiose per una vasta gamma di applicazioni.

Prolean vanta oltre un decennio di esperienza nella produzione di massa e nella prototipazione di materiali termoplastici. Possiamo creare parti estremamente precise con oltre 20 opzioni di plastica. Se avete bisogno Servizio di lavorazione della plastica per il tuo progetto, inviaci il tuo disegno e le tue parti verranno consegnate a casa tua entro pochi giorni.

FAQ

Quali sono le proprietà critiche dei materiali termoplastici?

I materiali termoplastici sono materiali a basso costo e altamente lavorabili con eccellente forza, tenacità, resistenza all'urto e resistenza all'usura. ABS, PMMA, PVS, acrilico, policarbonato e polistirene sono materiali termoplastici frequentemente utilizzati nella lavorazione CNC.

Quali sono le condizioni di lavorazione CNC per i termoplastici?

La lavorazione CNC di materiali termoplastici produce i migliori risultati con velocità di taglio elevate, velocità di avanzamento media, utensili in acciaio duro e posizionamento appropriato degli utensili (a seconda del tipo specifico di materiale termoplastico).

Quali sono le applicazioni della lavorazione CNC termoplastica?

Le parti termoplastiche lavorate a CNC sono utilizzate nei settori automobilistico, aerospaziale, medico, della difesa, petrolifero e del gas, alimentare, elettronico ed elettrico.

Quali sono i vantaggi della lavorazione CNC termoplastica?

La lavorazione CNC di materiali termoplastici offre elevata precisione, complessità, ripetibilità, economicità e molti altri vantaggi.

Bibliografia

1. (2020). Linee guida per la lavorazione della tornitura della plastica. Curbell Plastics, da https://www.curbellplastics.com/.
2. (2005). Termoplastici – Proprietà fisiche. da https://www.engineeringtoolbox.com/.