Beste kunststof voor machinale bewerking: materiaalselectiegids

Het beste plastic voor bewerkingsmachines

De beste kunststoffen voor verspaning zijn onder andere ABS, nylon, Vespel®, acryl, polyethyleen (PE), polypropyleen, polycarbonaat, fenolhars en PTFE (Teflon). Andere opties die het overwegen waard zijn, zijn acetaal (POM/Delrin), HDPE, polyethyleentereftalaat (PET) en PVC (polyvinylchloride).

Bij de keuze van het type plastic dat je in een CNC kunststof bewerking Voor dit project is het cruciaal om de geschiktheid en compatibiliteit van elk materiaal te kennen. Concreet moet het plastic gemakkelijk te produceren zijn en voldoen aan de functionele eisen van het gewenste onderdeel. 

Andere belangrijke overwegingen zijn de weerstand tegen factoren zoals hitte, temperatuur en krassen, en de gewenste oppervlaktegladheid. Omdat elk van deze kunststoffen unieke eigenschappen heeft, kan de producent er een kiezen die aan specifieke eisen voldoet. 

Deze gids onderzoekt de belangrijkste kunststoffen voor CNC-bewerkingstoepassingen. De gids behandelt opvallende kenmerken, waaronder voordelen, beperkingen, bewerkbaarheid en veelvoorkomende toepassingen. 

Acetaal (POM/Delrin)

Acetaal is zonder twijfel een van de best bewerkbare technische kunststoffen. Belangrijke eigenschappen die hieraan bijdragen zijn een relatief hoge thermische geleidbaarheid, een semi-kristallijne structuur en een hoge dimensionale stabiliteit. Door de hoge thermische geleidbaarheid komt de temperatuur in de snijzone van het plastic tijdens de bewerking zelden boven het punt van thermische degradatie. De dimensionale stabiliteit is grotendeels te danken aan de vochtabsorptie van het materiaal, die binnen 24 uur onder de 0.25% ligt. 

Delrin/POM (Acetaal) onderdeel

Voordelen en nadelen van het bewerken van acetal (POM/Delrin)

Toepassingen 

Bewerkte onderdelen van acetal worden vaak gebruikt in mechanische componenten zoals tandwielen, rollen, veren en behuizingen. Ook scharnierende behuizingen, brandstofniveausensoren en deursloten in auto's worden van acetal gemaakt. 

Nylon/Polyamide (PA) 

Nylon/polyamide (PA) vindt zijn oorsprong in de jaren 1930 van de vorige eeuw, na uitgebreid onderzoek naar polyesters en polyamiden. De twee meest voorkomende nylonsoorten zijn Nylon 6 en Nylon 6/6. Nylon 6 wordt doorgaans gebruikt in toepassingen waar hoge sterkte vereist is en een lage dichtheid een voorwaarde is. Nylon 6/6 wordt vaak gebruikt voor toepassingen die een hogere stijfheid, sterkte en slijtvastheid vereisen. Het absorbeert over het algemeen minder vocht dan nylon 6. 

Nylon (PA)

Voor-en nadelen 

toepassingen: Lagers, tandwielen, bussen, constructiebeugels 

ABS-kunststof (Acrylonitril-butadieen-styreen)

ABS-kunststof kan zelfs bij hoge snelheden schoon worden bewerkt. De gereedschapslijtage is minimaal. De machinist moet echter rekening houden met de neiging van het materiaal om bij verhitting zachter te worden. De twee belangrijkste strategieën om dit probleem tegen te gaan zijn nauwkeurige aanvoerregeling en koeling. 

CNC-frezen van ABS-kunststof

Voor-en nadelen

Toepassingen: Prototypes, behuizingen 

Polycarbonaat (pc) 

Polycarbonaat staat op de lijst van beste kunststoffen voor bewerking, omdat het een ongeëvenaarde balans biedt tussen optische helderheid en slagvastheid. Het bewerken van een dergelijke kunststof vereist gecontroleerde snelheden en scherp gereedschap. Een veelvoorkomend probleem bij de bewerking is smelten.

Polycarbonaatbewerking

Voor-en nadelen 

ToepassingenElektrische behuizingen, lenzen, veiligheidskappen 

Acryl/Poly(methylmethacrylaat) (PMMA)

Acryl CNC-bewerkingsonderdelen

PMMA is een van de meest optisch heldere, bewerkbare kunststoffen die er zijn. Het bewerken van dit materiaal vereist scherp gereedschap en een lage aanvoersnelheid, omdat het gemakkelijk kan barsten en afbrokkelen. 

Voor- en nadelen van PMMA

ToepassingenBeschermhoezen, bewegwijzering, displays

HDPE (polyethyleen met hoge dichtheid)

HDPE-kunststof is gemakkelijk te bewerken en biedt een goede chemische bestendigheid en vochtbestendigheid. Het is echter niet aan te raden voor toepassingen met zeer nauwe toleranties vanwege de relatief zachte structuur. Overweeg het in plaats daarvan voor toepassingen die veel van de standaard vereisen. 

Voordelen en nadelen van HDPE 

Toepassingen: Scheepsonderdelen, tanks, chemische reservoirs 

Nauwkeurig bewerkt HDPE

PET (polyethyleentereftalaat)

PET is een ander type kunststof dat gemakkelijk te bewerken is. Bovendien heeft het materiaal een lage vochtabsorptie, een goede chemische bestendigheid en een goede vormvastheid. Sommige PET-soorten kunnen worden gebruikt voor toepassingen die in contact komen met levensmiddelen, mits ze voldoen aan de relevante FDA-voorschriften. 

Voordelen en nadelen van machinaal bewerkte PET-onderdelen 

Toepassingen: medische apparaten, apparatuur voor voedselverwerking  

Polypropyleen (PP)

PP is licht van gewicht met een dichtheid van 0.89–0.92 g/cm³ en vertoont een goede slijt-, stoot- en chemische bestendigheid. Dankzij de relatief goede hittebestendigheid en elektrische isolatie-eigenschappen kan PP worden gebruikt voor een breed scala aan algemene industriële toepassingen. 

Voordelen en nadelen van PP-bewerkte onderdelen

Toepassingen: Levende scharnieren, chemische tanks, laboratoriumapparatuur 

Fenol kunststof

Fenolhars, vaak geassocieerd met bakeliet, is een hard en bros materiaal. Deze thermohardende kunststof heeft de neiging om tijdens de bewerking korte, gefragmenteerde spanen te produceren, vergezeld van fijn stof. Houd er rekening mee dat het specifieke spaandergedrag kan variëren afhankelijk van de fenolharssoort, de bewerkingsomstandigheden en de laminaatstructuur. De thermische stabiliteit en elektrische isolatie van fenolhars zijn uitstekend. Zoals verwacht slijten snijgereedschappen snel bij de bewerking van fenolhars. 

Fenolische delen

Voordelen en nadelen van fenolhars bewerkte onderdelen

Toepassingen:  Fenolische bewerking Ideaal voor het isoleren van afstandhouders, nokken, tandwielen, bussen en ringen.

PVC Plastic

Bewerkte PVC-kunststofonderdelen bieden duurzaamheid en chemische bestendigheid. Wanneer ze vakkundig vervaardigd zijn, zijn deze onderdelen waardevol in diverse industrieën, waaronder de loodgieters- en chemicaliënverwerkingsindustrie. 

Voordelen en nadelen van machinaal bewerkte PVC-onderdelen 

Toepassingen: Sanitaire fittingen, afsluiters 

Vespel® (polyimide van DuPont)

Hoewel Vespel® lastig te bewerken is, produceert het onderdelen met nauwe toleranties, temperatuurbestendigheid en duurzaamheid. Deze ongevulde polyimide heeft een glasovergangstemperatuur (Tg) van ongeveer 249 °C.2Dit maakt dit plastic een van de beste materialen voor bewerkingen in kritische toepassingen. 

Vespel bewerkte onderdelen

Voors en tegens van Vespel-bewerking onderdelen

ToepassingenDefensie- en ruimtevaartuitrusting 

Polystyreen (PS)

PS-materiaal heeft een uitstekende optische helderheid en is stijf. De stijfheid kan worden verbeterd door het gebruik van rubber – slagvast polystyreen (HIPS). Deze kosteneffectieve thermoplast combineert deze eigenschappen met een goede vormvastheid en is verkrijgbaar in verschillende vormen.

Voordelen en nadelen van machinaal bewerkte polystyreenonderdelen 

Toepassingen: Polystyreen materiaal Het wordt zelden gebruikt bij CNC-bewerking; het is ideaal voor spuitgieten. 

Bij de keuze van het beste plastic op de lijst voor bewerking, is het belangrijk te onthouden dat PS er voor de volledigheid bij staat. Inkoopteams die nog niet zo bekend zijn met kunststoffen, specificeren het mogelijk vanwege de ruime beschikbaarheid, zonder zich ervan bewust te zijn dat de slechte thermische eigenschappen en hoge brosheid serieuze problemen opleveren bij de bewerking.

Probeer Prolean nu!

Samenvatting van de selectietabel voor het beste plastic voor bewerking

Hieronder vindt u een materiaalselectietabel met de belangrijkste technische vereisten.

Probeer Prolean nu!

Verspaningsprocessen voor kunststoffen 

Bij de keuze van de geselecteerde kunststoffen voor uw bewerkingsproject, dient u rekening te houden met de meest voorkomende bewerkingsprocessen: draaien, boren, frezen, tappen en ruimen. 

Kunststof draaien en boren

Deze draaibankbewerkingen zijn gericht op binnendiameters en produceren cilindrische onderdelen. Bij draaien wordt een stationair gereedschap met één snijpunt gebruikt op een roterend werkstuk om bussen en assen te produceren. Bij boren worden bestaande gaten nauwkeurig vergroot. Om deze bewerkingen te kunnen doorstaan, moet een kunststof een hoge vormvastheid hebben – de snijkrachten kunnen namelijk te groot zijn. Acetaal en PTFE behoren tot de kunststoffen met de beste vormvastheid. De spaanafvoermethode moet snel en effectief genoeg zijn om smelten te voorkomen. Ook de hittebestendigheid van het plastic moet in overweging worden genomen bij het instellen van de spindelsnelheid. 

Kunststof boren 

Bij het boren in kunststof ontstaan ​​rechte, ronde gaten in het materiaal. De wrijvingswarmte die in kunststoffen ontstaat, kan de randen van de gaten in ABS, PS en andere kunststoffen doen smelten en vervormen als de snelheid niet goed wordt beheerst. De beste methode is het gebruik van pendelboren, een techniek die de spaanafvoer en warmteafvoer verbetert. Continu boren is geen probleem voor PET en andere kunststoffen met een hoger smeltpunt. 

Kunststof frezen 

Frezen is een proces waarbij een roterende meerpuntsfrees wordt gebruikt om uitsparingen, 3D-vormen en vlakke oppervlakken in kunststof te creëren. Het is een zeer veelzijdig proces dat toepasbaar is op harde en zachte kunststoffen. De freesmethode die voor specifieke kunststoffen wordt gebruikt, is van belang. Zo vereisen kleverige kunststoffen zoals HDPE scherpe gereedschappen en hogere snijsnelheden om materiaalverspreiding te voorkomen en een betere oppervlakteafwerking te garanderen. 

Kunststof tappen 

Bij het tappen wordt inwendig schroefdraad aangebracht in een voorgeboord gat. Deze techniek is populair voor vormvaste kunststoffen, zoals acetal en fenolhars. Omdat zachtere kunststoffen de neiging hebben om te vervormen en de schroefdraad te beschadigen, worden in plaats daarvan metalen inzetstukken gebruikt. 

Metalen schroefdraadinzetstuk in kunststof

Kunststof ruimen 

Ruimen helpt bij het verkrijgen van de precieze einddiameter van een geboord gat – het vergroot en egaliseert het oppervlak. Het is een vereiste bij de productie van bussen en lagerzittingen, met name bij acetal onderdelen waar voorspelbare gatdiameters essentieel zijn in assemblages. 

Elk van deze processen kent specifieke mechanische en thermische eisen. Voor elk type kunststof is een geschikt bewerkingsproces nodig om optimale prestaties van de bewerkte onderdelen te garanderen. 

Zorg er bij het opstellen van uw bewerkingsplan voor dat de eigenschappen van het plastic overeenkomen met de procesparameters. De warmtegevoeligheid van het materiaal moet bijvoorbeeld bepalend zijn voor de aanvoersnelheid, de snijsnelheid en de afkoelsnelheid.

Conclusie 

De beste kunststoffen voor verspaning bieden de juiste bewerkbaarheid, thermische stabiliteit, mechanische eigenschappen en andere kenmerken, afhankelijk van de eisen in de praktijk. Van de feilloze precisie van acetal voor nauwe toleranties tot de ongeëvenaarde slagvastheid van polycarbonaat (PC), elk van deze kunststoffen is uniek geschikt voor industriële toepassingen. Voor inkoopmanagers die op zoek zijn naar betrouwbare productiepartners en ingenieurs die snel specificaties voor kunststofmaterialen willen opstellen, zijn er nuances die alleen een ervaren kunststofverwerkend bedrijf kan begrijpen. 

Uw kunststofonderdeel moet in één keer goed gefreesd worden. Voor een vlekkeloze overgang van ontwerp naar productie van CNC-gefreesde kunststofonderdelen, deel uw tekeningen met het engineeringteam van ProleanTech. U kunt ook onze kunststofbewerking service Voor meer informatie over precisiebewerking van verschillende soorten kunststoffen.  

Veelgestelde vragen

Welk plastic is het meest geschikt voor machinale bewerking?

De beste kunststof voor bewerking hangt af van de toepassingseisen op het gebied van treksterkte, hittebestendigheid, chemische bestendigheid en slagvastheid, om er maar een paar te noemen. Elke kunststof heeft unieke eigenschappen; er bestaat geen universele oplossing. 

Informatiebronnen 

[1]https://ideambox.com/assets/downloads/engineering-materials-datasheet.pdf

[2]https://www.materialdatacenter.com/ms/en/tradenames/Vespel/DuPont/VESPEL%C2%AE+TP-8311/7e482917/835