Η επεξεργασία πλαστικών με CNC είναι ένα σημαντικό στάδιο κατεργασίας που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλαστικών εξαρτημάτων για τη βελτίωση της ακρίβειας των διαστάσεων, της ποιότητας της επιφάνειας και της κατάστασης των άκρων. Μετά την τραχιά κατεργασία, ένα πλαστικό εξάρτημα έχει συνήθως το βασικό του σχήμα και δομή, αλλά εάν απαιτείται υψηλότερη ακρίβεια διαστάσεων, μικρότερες ανοχές διαμέτρου οπών, πιο επίπεδες κατεργασμένες επιφάνειες ή καθαρότερη εμφάνιση, απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία. Δεδομένου ότι υλικά όπως POM, PEEK, PTFE, ABS, PC, PMMA, PVC και PPS διαφέρουν ως προς τη σκληρότητα, την ανθεκτικότητα, την αντοχή στη θερμότητα και τα χαρακτηριστικά κοπής, η συμπεριφορά κατεργασίας τους ποικίλλει επίσης. Τα πλαστικά έχουν γενικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, επομένως η θερμότητα που παράγεται κατά την κατεργασία τείνει να συγκεντρώνεται στην περιοχή επαφής μεταξύ του εργαλείου κοπής και του τεμαχίου εργασίας. Εάν οι συνθήκες κοπής είναι ακατάλληλες, μπορεί να συμβεί μαλάκυνση του υλικού, γρέζια, σχισμές, λεύκανση, σημάδια εργαλείου, ακόμη και τοπική τήξη. Επομένως, η επεξεργασία πλαστικών με CNC απαιτεί όχι μόνο έλεγχο διαστάσεων, αλλά και έλεγχο της θερμότητας κοπής, της αιχμηρότητας του εργαλείου, της απομάκρυνσης των θραυσμάτων και της σύσφιξης του τεμαχίου εργασίας.
Οι συνήθεις διαδικασίες φινιρίσματος περιλαμβάνουν φρεζάρισμα ακριβείας, τόρνευση ακριβείας, διάτρηση ακριβείας, διάτρηση ακριβείας, λοξοτομή, αφαίρεση γρεζιών και στίλβωση. Για εξαρτήματα με σύνθετες δομές, η κατεργασία CNC πολλαπλών αξόνων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση των επαναλαμβανόμενων συρραφών και τη βελτίωση της ποιότητας κατεργασίας καμπύλων επιφανειών και χαρακτηριστικών σε πολλαπλές γωνίες. Μετά την κατεργασία, εάν το προϊόν έχει υψηλότερες απαιτήσεις για εμφάνιση ή αίσθηση επιφάνειας, μπορεί να κανονιστεί κατάλληλη επεξεργασία επιφάνειας ανάλογα με το υλικό και το περιβάλλον εφαρμογής. Επομένως, κατά την επιλογή μιας διαδικασίας φινιρίσματος CNC για πλαστικά, είναι απαραίτητο πρώτα να επιβεβαιωθούν οι πραγματικές απαιτήσεις διαστάσεων και επιφάνειας του εξαρτήματος και στη συνέχεια να προσδιοριστεί η κατάλληλη μέθοδος κατεργασίας. Δεν απαιτεί κάθε πλαστικό εξάρτημα πολύπλοκη μετεπεξεργασία. Ο λογικός έλεγχος των βημάτων κατεργασίας μπορεί να διασφαλίσει την ποιότητα του εξαρτήματος, αποφεύγοντας παράλληλα περιττό κόστος επεξεργασίας.
Η ακριβής άλεση είναι μια κοινή διαδικασία φινιρίσματος πλαστικών
Η ακριβής άλεση ελέγχει το σχήμα και την ποιότητα της επιφάνειας
Η φρεζάρισμα ακριβείας χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία των επιπέδων, των πλευρών, των βαθμίδων, των αυλακώσεων και των σύνθετων περιγραμμάτων των πλαστικών εξαρτημάτων. Κατά την τραχιά κατεργασία, συνήθως διατηρείται ένα ορισμένο ποσό κατεργασίας. Στη συνέχεια, η φρεζάρισμα ακριβείας αφαιρεί ένα λεπτό στρώμα υλικού για να φέρει τις τελικές διαστάσεις πιο κοντά στις απαιτήσεις του σχεδίου. Η αιχμηρότητα του εργαλείου είναι ιδιαίτερα σημαντική κατά την ακριβή φρεζάρισμα πλαστικών. Εάν το εργαλείο παρουσιάζει εμφανή φθορά, η δράση κοπής σταδιακά μετατρέπεται σε συμπίεση, η οποία μπορεί εύκολα να προκαλέσει γρέζια και σχισμές. Για εξαρτήματα που απαιτούν καλή ποιότητα επιφάνειας, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένα εργαλείο σε καλή κατάσταση για το φινίρισμα και η ταχύτητα του άξονα και ο ρυθμός τροφοδοσίας θα πρέπει να ρυθμίζονται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του υλικού για τη μείωση της θερμότητας τριβής που παράγεται κατά την κατεργασία. Η στερέωση του τεμαχίου εργασίας πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά την ακριβή φρεζάρισμα. Εάν το εξάρτημα είναι σχετικά λεπτό ή έχει λεπτή δομή, η υπερβολική δύναμη σύσφιξης μπορεί να παραμορφώσει το τεμάχιο εργασίας, προκαλώντας αλλαγή στις διαστάσεις του μετά την απελευθέρωση του εξαρτήματος. Επομένως, πριν από το φινίρισμα, είναι απαραίτητο να επιβεβαιώσετε ότι το τεμάχιο εργασίας έχει επαρκή στήριξη, ειδικά για εξαρτήματα με λεπτά τοιχώματα, βαθιές αυλακώσεις και μεγάλες πλαστικές πλάκες.
Η ακριβής τόρνευση είναι κατάλληλη για περιστροφικά εξαρτήματα
Για περιστροφικά μέρη όπως μανίκια, κυλινδρικά εξαρτήματα, δακτύλιοι και πλαστικοί δακτύλιοι, η τόρνευση CNC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατεργασία εξωτερικών διαμέτρων, εσωτερικών οπών, ακραίων επιφανειών, αυλακώσεων και σπειρωμάτων. Κατά την πλαστική τόρνευση, το εργαλείο πρέπει να παραμένει αιχμηρό και η περιττή τριβή πρέπει να ελαχιστοποιείται. Όταν το υλικό είναι σχετικά μαλακό, εάν το εργαλείο δεν κόβει σωστά τα τσιπς, μακριά, σαν κορδόνι τσιπς μπορεί να τυλιχτούν γύρω από το τεμάχιο εργασίας. Ακατάλληλες παράμετροι κατεργασίας μπορεί επίσης να προκαλέσουν αλλαγές διαστάσεων ή θέρμανση της επιφάνειας. Για πλαστικούς δακτυλίους ακριβείας και παρόμοια μέρη, η τραχιά τόρνευση και η τελική τόρνευση μπορούν να διευθετηθούν ξεχωριστά. Μετά την τραχιά κατεργασία, αφήνεται μια κατάλληλη ποσότητα περιθωρίου πριν από την τόρνευση ακριβείας. Αυτό βοηθά στη μείωση της επίδρασης της τάσης και της παραμόρφωσης που δημιουργούνται κατά την τραχιά κατεργασία στις τελικές διαστάσεις.
Η ακριβής κατεργασία οπών απαιτεί έλεγχο διαστάσεων
Οι οπές στα πλαστικά μέρη συχνά εξυπηρετούν λειτουργίες συναρμολόγησης, τοποθέτησης, στερέωσης και περιστροφικής τοποθέτησης. Επομένως, η διάμετρος των οπών, η απόσταση των οπών, η στρογγυλότητα και η ακρίβεια τοποθέτησης είναι συνήθως σημαντικές πτυχές του φινιρίσματος. Η ποιότητα της κατεργασίας των οπών επηρεάζει άμεσα την εγκατάσταση των βιδών, την εφαρμογή των εξαρτημάτων του άξονα και τη σχέση συναρμολόγησης μεταξύ πολλαπλών μερών. Εάν η διάμετρος της οπής είναι πολύ μεγάλη, η εφαρμογή μπορεί να χαλαρώσει. Εάν είναι πολύ μικρή, η αντίσταση συναρμολόγησης μπορεί να αυξηθεί και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει ρωγμές στο εξάρτημα. Για βαθιές οπές, οπές με λεπτά τοιχώματα και δομές πολλαπλών οπών, πρέπει επίσης να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην εκκένωση των θραυσμάτων, την απαγωγή θερμότητας και την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.
Ακριβής διάτρηση και γλυφανισμός
Συνηθισμένες διαμπερείς οπές μπορούν να δημιουργηθούν με διάτρηση CNC, αλλά όταν απαιτούνται μικρότερες ανοχές διαμέτρου οπών, μία μόνο λειτουργία διάτρησης μπορεί να μην είναι επαρκής. Ανάλογα με τη δομή του εξαρτήματος και τις απαιτήσεις διαστάσεων, η διάτρηση μπορεί να ακολουθηθεί από διάτρηση ή άλλες μεθόδους ακριβούς κατεργασίας για την επίτευξη πιο σταθερών διαστάσεων οπών. Πρέπει να διατηρείται καλή εκκένωση των θραυσμάτων κατά τη διάρκεια της κατεργασίας. Εάν τα πλαστικά θραύσματα παραμείνουν μέσα στην οπή για μεγάλο χρονικό διάστημα, η τριβή μεταξύ του τρυπανιού και του τοιχώματος της οπής μπορεί να αυξηθεί, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας της περιοχής κατεργασίας. Η κατεργασία βαθιών οπών απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στην αφαίρεση των θραυσμάτων. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί διάτρηση με ράμφος ή κατάλληλη ανάσυρση εργαλείου.
Η ακριβής διάτρηση βελτιώνει την ακρίβεια της οπής
Για πλαστικά μέρη με μεγαλύτερες διαμέτρους οπών και υψηλότερες απαιτήσεις ακρίβειας, η διάτρηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περαιτέρω κατεργασία. Η ακριβής διάτρηση επιτρέπει πιο λεπτομερή έλεγχο της διαμέτρου της οπής, βελτιώνοντας παράλληλα την κατάσταση της επιφάνειας του τοιχώματος της οπής. Εάν η οπή χρησιμοποιείται για ρουλεμάν, άξονες ή πείρους τοποθέτησης, πρέπει να δοθεί προσοχή όχι μόνο στη διάμετρο της οπής αλλά και στην στρογγυλότητα, την ακρίβεια θέσης και την κατάσταση του άξονα της οπής. Πρέπει να αποφεύγονται οι ανομοιόμορφες δυνάμεις σύσφιξης κατά την κατεργασία. Διαφορετικά, ακόμη και αν οι παράμετροι της εργαλειομηχανής παραμείνουν σταθερές, ενδέχεται να εμφανιστούν διαστατικές αποκλίσεις στο τελικό εξάρτημα.
Λοξότμηση, αφαίρεση γρεζιών και επιφανειακή επεξεργασία
Μετά την κατεργασία των κύριων διαστάσεων ενός πλαστικού εξαρτήματος, οι άκρες συνήθως απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία. Η λοξοτομή και η αφαίρεση γρεζιών επηρεάζουν όχι μόνο την εμφάνιση, αλλά μπορούν επίσης να μειώσουν τις παρεμβολές και τις γρατζουνιές στις άκρες κατά τη συναρμολόγηση. Για εξαρτήματα με οπές, σχισμές, σκαλοπάτια ή δομές με λεπτά τοιχώματα, είναι πιο πιθανό να παραμείνουν μικρά γρέζια κατά μήκος των άκρων. Εάν δεν αφαιρεθούν εγκαίρως, ενδέχεται να επηρεάσουν τη συναρμολόγηση του εξαρτήματος, την απόδοση στεγανοποίησης και την ασφάλεια λειτουργίας. Η σωστή λοξοτομή μπορεί να κάνει τις άκρες πιο λείες, να μειώσει τη συγκέντρωση τάσεων και να διευκολύνει την επακόλουθη εγκατάσταση. Κατά την αφαίρεση γρεζιών, η δύναμη πρέπει να ελέγχεται ανάλογα με τη σκληρότητα του υλικού και τη δομή του εξαρτήματος, για να αποφευχθούν οι διαστατικές αλλαγές ή η επιφανειακή ζημιά που προκαλείται από την υπερβολική επεξεργασία.
Η λοξοτομή κάνει τις άκρες πιο ομοιόμορφες
Η λοξοτομή CNC μπορεί να αφαιρέσει αιχμηρές άκρες και να κάνει τα ανοίγματα των οπών, τα εξωτερικά περιγράμματα και τις θέσεις των σκαλοπατιών πιο ομαλά. Για εξαρτήματα που απαιτούν την εγκατάσταση βιδών, στεγανοποιήσεων ή άλλων εξαρτημάτων σύνδεσης, η κατάλληλη λοξοτομή μπορεί να διευκολύνει τη συναρμολόγηση. Οι διαστάσεις της λοξοτομής πρέπει να ακολουθούν το μηχανολογικό σχέδιο. Εάν δεν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις, δεν συνιστάται επίσης η κατεργασία όλων των άκρων με υπερβολικά μεγάλες λοξοτομές, επειδή η αφαίρεση υπερβολικής ποσότητας υλικού μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις των εξαρτημάτων και τις σχέσεις συναρμολόγησης.
Η αφαίρεση γρεζιών βελτιώνει την κατάσταση της κατεργασίας
Η κατεργασία πλαστικών μπορεί εύκολα να προκαλέσει μικρά γρέζια, ειδικά στις εξόδους τρυπανιών, στις άκρες με λεπτά τοιχώματα και στα πολύπλοκα ανοίγματα σχισμών. Η αφαίρεση γρεζιών μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας χειροκίνητα εργαλεία, εργαλεία κοπής λεπτών κοπών ή άλλες μεθόδους επεξεργασίας κατάλληλες για το υλικό. Για εξαρτήματα ακριβείας, η δύναμη που χρησιμοποιείται κατά την αφαίρεση γρεζιών πρέπει να ελέγχεται για να αποτρέπεται η υπερβολική αφαίρεση μιας άκρης που αρχικά ήταν εντός ανοχής. Για διαφανή πλαστικά όπως το PMMA, τα οποία έχουν υψηλές απαιτήσεις εμφάνισης, είναι επίσης απαραίτητο να αποτρέπονται οι γρατζουνιές κατά την επεξεργασία.
Επεξεργασία επιφάνειας μετά το φινίρισμα
Ορισμένα πλαστικά μέρη απαιτούν στίλβωση, αμμοβολή ή άλλες επεξεργασίες εμφάνισης μετά την κατεργασία CNC. Πρέπει να σημειωθεί ότι η μετεπεξεργασία μπορεί να αλλάξει την τραχύτητα της επιφάνειας και ορισμένες επεξεργασίες μπορεί επίσης να επηρεάσουν τις διαστάσεις. Επομένως, οι τελικές απαιτήσεις επιφάνειας θα πρέπει να καθορίζονται κατά το στάδιο του σχεδιασμού. Η ποιότητα της επιφάνειας των πλαστικών που κατεργάζονται με CNC σχετίζεται γενικά στενά με την κατάσταση του εργαλείου, τη θερμότητα κοπής, τις παραμέτρους κατεργασίας και την απομάκρυνση των θραυσμάτων. Η χρήση ελαφρύτερου φορτίου κοπής κατά το φινίρισμα και η διατήρηση της αιχμηρής αιχμηρότητας του εργαλείου μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση προβλημάτων όπως οι γρέζια, το σχίσιμο και η εντοπισμένη τήξη.
Κοινές ερωτήσεις
Χρειάζονται πάντα φινίρισμα τα πλαστικά μέρη;
Όχι απαραίτητα. Εάν ένα συνηθισμένο δομικό στοιχείο πληροί ήδη τις απαιτήσεις διαστάσεων και επιφάνειας μετά από πρόχειρη κατεργασία, δεν χρειάζεται να προσθέσετε υπερβολικά βήματα κατεργασίας. Για εξαρτήματα τοποθέτησης, εξαρτήματα στεγανοποίησης, εξαρτήματα ακριβούς τοποθέτησης ή εξαρτήματα κρίσιμα για την εμφάνιση, το φινίρισμα γενικά διευθετείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδίου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ακριβούς άλεσης και χονδρικής άλεσης;
Η χονδρική άλεση χρησιμοποιείται κυρίως για την γρήγορη αφαίρεση μεγαλύτερης ποσότητας υλικού, αφήνοντας παράλληλα ένα κατάλληλο περιθώριο για την επακόλουθη κατεργασία. Η άλεση ακριβείας επικεντρώνεται στον έλεγχο των τελικών διαστάσεων και της κατάστασης της επιφάνειας. Οι συνθήκες κοπής και οι σκοποί κατεργασίας των δύο διαδικασιών είναι διαφορετικοί, επομένως οι ίδιες παράμετροι δεν μπορούν να εφαρμοστούν πλήρως και στις δύο.
Γιατί τα πλαστικά μέρη εμφανίζουν εύκολα σημάδια από εργαλεία κατά την κατεργασία;
Η φθορά του εργαλείου, οι κραδασμοί του μηχανήματος, οι ακατάλληλες παράμετροι κοπής, η κακή απομάκρυνση των θραυσμάτων και η ασταθής στερέωση του τεμαχίου εργασίας μπορούν να προκαλέσουν αισθητά σημάδια από το εργαλείο. Τα πλαστικά είναι σχετικά ευαίσθητα στη θερμότητα και την πίεση. Όταν το εργαλείο δεν είναι αρκετά αιχμηρό, είναι επίσης πιο πιθανό να εμφανιστούν σπασίματα και γδαρσίματα.
Μπορούν τα πλαστικά μέρη να γυαλιστούν;
Ναι, αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη το συγκεκριμένο υλικό. Ορισμένα πλαστικά όπως το PMMA είναι κατάλληλα για υψηλής ποιότητας στίλβωση επιφανειών, ενώ το POM, το PTFE και άλλα υλικά απαιτούν διαφορετικές μεθόδους επιφανειακής επεξεργασίας. Πριν από τη στίλβωση, θα πρέπει να επιβεβαιωθεί εάν οι αλλαγές στις διαστάσεις και την υφή της επιφάνειας είναι αποδεκτές.
Συμπέρασμα
Η επεξεργασία πλαστικών με CNC απαιτεί έλεγχο της δομής του εξαρτήματος, των ιδιοτήτων του υλικού, των διαστασιακών ανοχών και των απαιτήσεων επιφάνειας. Τα επίπεδα και τα εξωτερικά περιγράμματα μπορούν γενικά να υποστούν επεξεργασία με φρεζάρισμα ακριβείας, τα περιστροφικά εξαρτήματα είναι κατάλληλα για τόρνευση ακριβείας για τον έλεγχο των εξωτερικών διαμέτρων και των εσωτερικών οπών, και οι οπές ακριβείας μπορούν να υποστούν επεξεργασία με τρύπημα ακριβείας, γλυφανισμό ή διάτρηση ακριβείας σύμφωνα με τις απαιτήσεις διαμέτρου και ανοχής της οπής. Η λοξοτομή και η αφαίρεση γρεζιών θα πρέπει επίσης να διευθετούνται για τις περιοχές των άκρων, ώστε τα εξαρτήματα να είναι πιο κατάλληλα για συναρμολόγηση και χρήση. Διαφορετικά πλαστικά συμπεριφέρονται επίσης διαφορετικά κατά το φινίρισμα. Το POM έχει καλή μηχανική ικανότητα, το PEEK είναι ένα μηχανικό πλαστικό υψηλής απόδοσης που απαιτεί μεγαλύτερη προσοχή στην κατάσταση του εργαλείου και στον έλεγχο της θερμοκρασίας κατά την κατεργασία, το PTFE είναι σχετικά μαλακό και είναι επιρρεπές σε σύρσιμο εργαλείου και σχίσιμο της επιφάνειας, ενώ το PMMA απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στην ποιότητα κατεργασίας των διαφανών επιφανειών. Οι παράμετροι κατεργασίας δεν πρέπει να καθορίζονται αποκλειστικά από τις διαστάσεις του εξαρτήματος, αλλά θα πρέπει επίσης να προσαρμόζονται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά κοπής του ίδιου του υλικού.
Για τα πλαστικά μέρη που απαιτούν υψηλή ακρίβεια διαστάσεων, συνιστάται να αφήνετε ένα λογικό περιθώριο μεταξύ της ακατέργαστης και της τελικής κατεργασίας και να προσαρμόζετε την τελική ποσότητα κοπής σύμφωνα με τα πραγματικά αποτελέσματα κατεργασίας. Μετά το φινίρισμα, θα πρέπει επίσης να ελέγχονται οι βασικές διαστάσεις για να επιβεβαιωθεί εάν η διάμετρος της οπής, τα επίπεδα, το πλάτος της αυλάκωσης, οι συνολικές διαστάσεις και οι θέσεις συναρμολόγησης πληρούν τις απαιτήσεις σχεδίασης. Εάν το εξάρτημα έχει επίσης απαιτήσεις εμφάνισης, θα πρέπει να ελέγχονται περαιτέρω τα σημάδια εργαλείων, οι γρέζια, η λεύκανση και η τοπική τήξη. Τα συνηθισμένα πλαστικά κατεργασίας CNC περιλαμβάνουν σήμερα POM, ABS, PMMA, PVC, PEEK, PC, HDPE, PTFE και άλλα. Κατάλληλα υλικά και μέθοδοι κατεργασίας μπορούν να επιλεγούν ανάλογα με την προβλεπόμενη εφαρμογή του εξαρτήματος. Για εξαρτήματα με σύνθετες δομές ή χαρακτηριστικά κατεργασίας σε πολλαπλές κατευθύνσεις, η κατεργασία πολλαπλών αξόνων μπορεί επίσης να επιλεγεί σύμφωνα με την πραγματική δομή για τη μείωση των σφαλμάτων θέσης που προκαλούνται από επαναλαμβανόμενη σύσφιξη.
