Usinagem CNC de Termoplásticos: Um Guia Abrangente

Usinagem CNC de Termoplásticos

Você já deve estar familiarizado com dois tipos de plástico: termofixo e termoplástico. A diferença fundamental é que os plásticos termofixos não podem ser moldados novamente após aquecimento, enquanto os termoplásticos podem ser derretidos e moldados novamente.

Os plásticos são as partes essenciais materiais CNC, e vários plásticos estão disponíveis para projetos de usinagem CNC. Tanto os termofixos quanto os termoplásticos são compatíveis com operações de usinagem CNC, embora discutiremos os termoplásticos neste artigo, incluindo propriedades, processo de usinagem, vantagens e aplicações.

O que é termoplástico?

Termoplásticos são misturas de resinas poliméricas que não apresentam alterações nas propriedades quando aquecidas. Eles ficam mais macios quando aquecidos e mais difíceis de esfriar. O termoplástico pode ser remoldado após a fusão, mantendo todas as qualidades físicas, mecânicas e químicas originais.

Os termoplásticos oferecem resistência mecânica, resistência ao impacto, usinabilidade, resistência à corrosão, inércia química e muitas outras propriedades benéficas.

Termoplásticos comuns em usinagem CNC

Diferentes termoplásticos são utilizados em projetos de usinagem CNC com base nas especificações exigidas e no uso pretendido das peças. Cada termoplástico tem alguns benefícios e qualidades exclusivos a oferecer. Os termoplásticos mais utilizados na usinagem CNC são ABS, PMMA, PVS, Acrílico, Policarbonato, Poliestireno e Poliuretano.

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Propriedades dos Termoplásticos

Os termoplásticos são materiais CNC adequados para muitas aplicações; eles não reagem com produtos químicos ácidos ou alcalinos e proporcionam excelente resistência, tenacidade e durabilidade. Vamos discutir as propriedades dos vários termoplásticos com mais detalhes.

• Força mecânica

Os termoplásticos têm resistência inferior à maioria dos metais e ligas, mas sua natureza leve os torna comparáveis ​​aos metais. Freqüentemente, os termoplásticos são reforçados com fibra e vidro para aumentar sua resistência em projetos de usinagem CNC. No entanto, isto também depende do tipo específico de termoplástico. Por exemplo, o PE oferece baixa resistência mecânica, enquanto o ABS e o acrílico proporcionam alta resistência.

• Força de impacto

Os termoplásticos podem suportar cargas de impacto sem perder suas propriedades físicas e mecânicas. Os plásticos termofixos podem sofrer fraturas em cargas de impacto, enquanto os termoplásticos precisam de alta energia para fenômenos de fratura.

Usinagem POM: O polioximetileno (POM) é o melhor termoplástico para resistência a alto impacto. Ele funciona bem sob cargas de impacto repetidas. Além disso, a temperatura do ambiente operacional afeta a resistência ao impacto de qualquer termoplástico.

• Dureza:

Os termoplásticos têm propriedades de endurecimento decentes. Eles evitam rachaduras e lascas durante as operações de usinagem CNC. Além disso, as peças termoplásticas usinadas em CNC tornam-se altamente resistentes à abrasão.

• Compatibilidade Química

A compatibilidade química é uma característica fundamental que torna os termoplásticos superiores a muitos procedimentos de usinagem CNC. Não reage com produtos químicos agressivos (ácidos e álcalis).

Alguns termoplásticos também apresentam lubricidades naturais como Nylon, Acrílico e Delrin. A natureza escorregadia destes plásticos é benéfica em vários processamento de comida & aplicações médicas.

• Reciclabilidade

Os termoplásticos são totalmente recicláveis ​​e podem ser recriados derretendo-os e moldando-os em um molde. Os plásticos reciclados mantêm todas as suas propriedades originais.

• Umidade e isolamento elétrico

Não absorve umidade e apresenta excelente impermeabilização. Portanto, os termoplásticos são amplamente benéficos para diversas aplicações marítimas e outras aplicações à prova d’água.

Os termoplásticos podem resistir a alta tensão elétrica sem deformação. É a escolha perfeita para isolamento elétrico em aplicações elétricas e eletrônicas.

Propriedades dos termoplásticos (Termoplásticos – Propriedades Físicas, 2005)

Como escolher os termoplásticos certos para usinagem CNC?

A escolha do termoplástico para seus projetos de usinagem CNC depende de vários fatores, como rpropriedades necessárias, especificações, recursos, aplicação pretendida e custo.

A primeira etapa envolve a identificação das propriedades necessárias para aplicações específicas. Liste todas as propriedades físicas, mecânicas e químicas essenciais para a funcionalidade da peça desejada. Além disso, também é crucial considerar as condições operacionais e o desempenho ao listar as propriedades.

• ABS

Usinagem ABS CNC: O ABS é um material forte e rígido com excelente resistência ao impacto. Após o processamento CNC, deixa uma superfície lisa. Se for essencial um acabamento adicional, a superfície pode ser acabada com uma abordagem de metalização e galvanoplastia. O ABS é usado nas indústrias automotiva, aeroespacial, eletrônica e muitas outras.

• Delrin

Usinagem Delrin: Delrin é bem conhecido por sua leveza, resistência mecânica, compatibilidade química e isolamento elétrico e térmico. Tem aplicações em diversos setores, como automotivo, eletrodomésticos, eletrônicos e acessórios.

• PMMA

PMMA é um termoplástico rígido e transparente usado em operações de usinagem CNC em vez de vidro.

Ele fornece alta inércia química, resistência ao desgaste, resistência às intempéries e resistência ao impacto. O PMMA pode ser a melhor escolha de material para janelas, peças automotivas, dispositivos de teste de drogas, peças arquitetônicas e componentes eletrônicos.

• Polycarbonate

O policarbonato é um termoplástico de engenharia complexo, desafiador e transparente que mantém alta estabilidade dimensional com processos de usinagem CNC. Ao contrário de outros termoplásticos, o PC oferece baixa resistência a riscos e compatibilidade química. Desempenha um papel significativo em automóveis, iluminação, instrumentos ópticos, eletrônicos e outras indústrias.

• PVC

O PVC é um dos termoplásticos amplamente utilizados em projetos de usinagem CNC. É um material rígido, leve, independente das condições climáticas e forte, com propriedades intrínsecas de retardamento de chama. O PVC é usado em muitas aplicações, incluindo encanamentos, componentes médicos, interiores automotivos, calçados e embalagens.

Seleção do caminho da ferramenta

Depois de selecionar o material, é fundamental fixar o percurso da ferramenta de acordo com o modelo 3D. O caminho correto da ferramenta garante o caminho mais curto e a qualidade do acabamento superficial. Usar o software CAM pode ser a melhor abordagem para escolher o caminho da ferramenta.

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Processo de Usinagem de Termoplásticos

Usinagem CNC de ABS

Os termoplásticos podem ser usinados com ferramentas de usinagem CNC feito de aço duro. A taxa de avanço e a velocidade de corte são duas variáveis ​​significativas que afetam a qualidade da usinagem. No entanto, pode ser necessária uma ferramenta fina de carboneto de grau C-2 para tornear termoplásticos.

O maquinabilidade de termoplásticos também influencia a qualidade da peça usinada. É necessário considerar isso antes de pular para a etapa de usinagem. As condições de usinagem para vários termoplásticos estão listadas na tabela abaixo

Variáveis ​​de torneamento para termoplásticos

Esta tabela mostra que cada termoplástico possui parâmetros de usinagem distintos, como ângulo de folga, inclinação, ângulo, velocidade de corte e taxa de avanço. Cada termoplástico possui um grau diferente de resistência, dureza e usinabilidade.

Opções de acabamento de superfície

As peças de termoplásticos usinadas em CNC contêm uma qualidade satisfatória acabamento superficial como usinado. No entanto, outros processos de acabamento superficial podem ser necessários em muitas aplicações. O acabamento superficial de peças termoplásticas resulta em uma superfície lisa e brilhante, eliminando marcas de ferramentas, rebarbas e pequenos cavacos.

Jateamento, rebarbação, polimento, metalização e ataque químico são as abordagens de acabamento superficial frequentemente usadas para peças termoplásticas usinadas em CNC. No entanto, dependendo do tipo específico de termoplástico, um acabamento superficial especial pode ser empregado para obter melhores resultados.

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Por exemplo, o polimento por chama cria uma superfície brilhante e lisa em objetos de acrílico, aplicando calor de chama média à superfície.

Vantagens

A usinagem CNC de termoplásticos oferece várias vantagens, como precisão, formas complexas, economia e muito mais.

• Precisão

Graças à sua usinabilidade, os termoplásticos podem ser usinados com tolerâncias restritas. Máquinas CNC avançadas podem criar peças termoplásticas com tolerâncias tão baixas quanto ±0.002 mm. O alto grau de precisão também facilita a produção em grande volume de peças termoplásticas idênticas.

• Formas complexas

Os termoplásticos podem ser utilizados para criar formas complexas usando usinagem CNC, o que é difícil de criar com outros plásticos e técnicas. O mecanismo controlado por computador da tecnologia CNC permite que o movimento da ferramenta seja ditado para uma usinagem precisa.

• Custo-benefício

A alta velocidade de produção e o baixo custo dos termoplásticos tornam o processo econômico. Em comparação com metais e ligas, as peças termoplásticas são menos dispendiosas de serem criadas com usinagem CNC.

• Acabamento liso

As peças termoplásticas criadas com usinagem CNC deixam uma superfície lisa em comparação com outras abordagens de fabricação, como moldagem por injeção. Além disso, não deixa arestas.

Aplicações

Vários termoplásticos são usados ​​em diversas indústrias após processamento com usinagem CNC. Sua natureza leve, resistência e resistência os tornam escolhas ideais para indústrias automotivas, aeroespaciais, elétricas, eletrônicas, tubulações, eletrodomésticos e muitos outros.

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Os termoplásticos são a opção ideal para prototipagem CNC?

Os termoplásticos são materiais leves e de baixo custo, com alta usinabilidade, resistência, tenacidade, resistência ao impacto, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Essas propriedades os tornam ideais para prototipagem de peças ou produtos para diversos setores, incluindo automotivo, aeroespacial, médico, eletrônico, petróleo e gás e processamento de alimentos.

Um processo de prototipagem cuidadoso exige produção rápida, baixo custo e precisão. Usinagem CNC de plástico de termoplásticos atende a todos esses requisitos.

Conclusão

Os termoplásticos funcionam extremamente bem com processos de usinagem CNC, que são úteis para protótipo e fabricação de alto volume. As propriedades físicas, mecânicas e químicas versáteis são benéficas para uma variedade de aplicações.

Prolean tem mais de uma década de experiência com produção em massa e prototipagem de termoplásticos. Podemos criar peças altamente precisas com mais de 20 opções de plástico. Se você precisar Serviço de usinagem de plástico para o seu projeto, envie-nos o seu projeto e suas peças serão entregues em sua porta em poucos dias.

Perguntas Frequentes

Quais são as propriedades críticas dos termoplásticos?

Os termoplásticos são materiais de baixo custo e altamente usináveis, com excelente resistência, tenacidade, resistência ao impacto e resistência ao desgaste. ABS, PMMA, PVS, Acrílico, Policarbonato e Poliestireno são termoplásticos frequentemente usados ​​na usinagem CNC.

Quais são as condições de usinagem CNC para termoplásticos?

A usinagem CNC de termoplásticos produz os melhores resultados com alta velocidade de corte, taxa de avanço média, ferramentas de aço duro e posicionamento adequado da ferramenta (dependendo do tipo específico de termoplástico).

Quais são as aplicações da usinagem CNC de termoplásticos?

As peças termoplásticas usinadas em CNC são usadas nas indústrias automotiva, aeroespacial, médica, de defesa, petróleo e gás, processamento de alimentos, eletrônica e elétrica.

Quais são as vantagens da usinagem CNC de termoplásticos?

A usinagem CNC de termoplásticos oferece alta precisão, complexidade, repetibilidade, economia e muitas outras vantagens.

Bibliografia

1. (2020). Diretrizes de usinagem para torneamento de plástico. Curbell Plastics, em https://www.curbellplastics.com/.
2. (2005). Termoplásticos – Propriedades Físicas. de https://www.engineeringtoolbox.com/.