Les aspects à prendre en compte dans le processus d'usinage CNC des matières plastiques

Plastique Usinage CNC est un la fabrication soustractive méthode qui consiste à placer un bloc de plastique solide contre un objet en mouvement. outil de coupe qui enlève la matière du bloc. Pour façonner le produit final, l'outil de coupe suit une trajectoire prédéterminée à partir d'un fichier de conception numérique. L'usinage CNC du plastique est un moyen populaire de produire des composants en plastique. Cependant, si vous ignorez des aspects essentiels tels que la sélection du bon type de plastique, la sélection de la meilleure méthode d'usinage, le maintien d'un système de contrôle efficace, vous risquez de ne pas être en mesure d'assurer la qualité de vos produits. finition de la surfaceSi l'on n'est pas en mesure d'évaluer la qualité de l'usinage et d'éviter les défauts courants, il peut s'avérer difficile d'obtenir des résultats d'usinage efficaces.

Cet article couvre l'ensemble du processus d'usinage CNC.

Plastiques courants utilisés pour l'usinage :

Les polymères plastiques les plus utilisés dans l'usinage CNC du plastique sont les thermoplastiques. Ils conservent leurs propriétés d'origine après avoir été reformés et remodelés lors de la fusion. Consultez notre liste de Matériaux CNC à Prototool pour avoir une meilleure idée et une meilleure compréhension du polymère plastique à utiliser. Toutefois, les plastiques suivants sont des plastiques courants qui peuvent être utilisés dans divers articles.

- Nylon ou polyamide :

Le nylon est un plastique CNC pur et performant, connu pour sa résistance thermique, mécanique et chimique exceptionnelle. L'usinage CNC du nylon est simple en raison des caractéristiques physiques et de la stabilité dimensionnelle du matériau. Il se comporte également comme un métal, comme en témoigne l'expression "usiner du nylon, c'est comme usiner du laiton". Il convient d'utiliser des outils CNC en alliage de carbure de tungstène pour travailler le nylon.

- Delrin ou POM :

Delrin is a thermoplastic with excellent stiffness and strength. It is an excellent plastic CNC machining material because it performs well under high tensile stress conditions (Click to watch the POM CNC drilling video). It is heat resistant (but cannot sustain temperatures above or equivalent to 121°C (250°F).

- Acrylique :

Acrylique est un bon matériau plastique pour la CNC en raison de sa légèreté, de sa grande résistance à la traction, de sa résistance à l'usure et de sa rigidité. Il présente une grande usinabilité. Cependant, plusieurs conditions doivent être prises en compte. Par exemple, pour obtenir une finition de surface parfaite lors de la coupe CNC, l'outil de coupe doit être un outil en carbure avec une arête agressive et tranchante comme une lame de rasoir.

- PEEK :

PEEKLe PEEK, ou polyéther-éther-cétone, est une classe de plastiques de haute performance qui se distingue par son point de fusion élevé, sa résistance à la corrosion et ses qualités mécaniques supérieures. Le PEEK est largement utilisé dans Impression 3D. Cependant, ses qualités intrinsèques, sa précision, sa répétabilité, ses tolérances serrées et d'autres avantages en font un matériau idéal pour l'usinage CNC. Bien que le PEEK soit un matériau plastique ordinaire pour l'usinage CNC, vous devez être conscient de ses qualités afin de minimiser les ruptures causées par la chaleur et les contraintes internes.

- PTFE :

Le téflon, également connu sous le nom de PTFE (Polytétrafluoroéthylène) est un matériau résistant à la chaleur, à l'eau, à l'électricité et aux produits chimiques, avec une résistance à la traction exceptionnellement élevée. En raison de sa solidité et de sa souplesse, il s'agit d'un plastique CNC réputé. Cependant, il est difficile d'obtenir des tolérances serrées en raison de son coefficient de frottement élevé et de ses qualités de fluage sous contrainte. Par conséquent, avant de procéder à l'usinage, vous ou le service de prototypage rapide que vous choisissez devez connaître les implications de ses qualités et les outils nécessaires.

- UHMW :

Le polyéthylène UHMW (ultra-haut poids moléculaire) est un autre matériau d'usinage CNC du plastique qui présente une grande résistance à la traction et à la corrosion, ainsi que d'autres excellentes caractéristiques mécaniques. Ces caractéristiques en font un matériau intéressant pour le prototypage rapide. Toutefois, en raison de son instabilité, l'usinage de l'UHMW est un processus complexe. Ce matériau ne pouvant être moulé, l'usinage reste la meilleure alternative. Il est donc préférable de faire appel à une entreprise ayant une grande expérience de ce matériau.

Comment les matières plastiques sont-elles usinées ?

Usinage CNC des matières plastiques :

Le fraisage CNC est un type de fraisage contrôlé par ordinateur dans laquelle une fraise, un outil cylindrique rotatif, aide à enlever de la matière d'une pièce solide pour exposer un composant fini. Les fraiseuses commandées par ordinateur sont classées en deux catégories : celles à trois axes et celles à plusieurs axes. Les fraiseuses à trois axes peuvent déplacer l'outil de coupe ou la pièce dans les trois directions linéaires, c'est-à-dire d'avant en arrière, de gauche à droite, de haut en bas, etc. Les fraiseuses à quatre axes ou plus et les fraiseuses multi-axes sont les instruments les plus efficaces pour fabriquer des composants en plastique à géométrie complexe.

Voici quelques critères spécifiques pour la création de pièces en plastique à l'aide du fraisage CNC :

• Les outils à base de carbone sont préférables pour l'usinage de matériaux thermoplastiques liés à des fibres de verre ou de carbone.
• L'utilisation de pinces permet d'atteindre des vitesses de broche plus élevées.
• Une méthode pour réduire la probabilité de concentration de contraintes consiste à utiliser des fraises en bout pour créer des coins intérieurs arrondis et des poches.

Tournage CNC du plastique :

Une pièce en plastique est maintenue sur un tour pendant toute la durée de l'opération. Processus de tournage CNCet le tour is spun or turned against the cutting tool. CNC turning can take many forms, and each has its own set of unique goals and outcomes. For example, straight or cylindrical CNC turning is best suited for generating significant cuts, whereas taper CNC turning generates a distinctive cone-like shape.

Voici quelques paramètres particuliers pour la création de pièces en plastique à l'aide de tours CNC :

• Vérifier que les arêtes de coupe ont une inclinaison arrière négative afin de limiter les frottements.
• Utilisation de lames de coupe avec des angles de relief importants
• Polissage des surfaces supérieures afin de réduire l'accumulation de matière et d'obtenir une qualité de surface supérieure.
• Utilisation de plaquettes en carbure fin de qualité C-2
• Lors de l'exécution coupes grossièresPour les coupes finales, vous devez utiliser une vitesse d'avance de 0,015 pouce par minute. Nous recommandons une vitesse d'avance de 0,005 pouce par tour (IPR) pour des coupes finales plus précises. En outre, les équipes chargées des produits doivent savoir que les angles de dépouille, les angles de coupe et les angles latéraux varient en fonction des matériaux utilisés dans le tournage CNC.

Perçage à l'aide d'une machine CNC pour matières plastiques :

Le perçage CNC consiste à placer des mèches dans un bloc de plastique pour générer des trous. Après avoir été abaissée sur le bloc, une broche qui maintient le bloc et la perceuse CNC en position commence à percer les trous de la taille appropriée. Une perceuse CNC peut fonctionner avec différentes presses à percussion, notamment les presses à percussion radiales CNC, les presses à percussion verticales CNC et les presses à percussion d'établi CNC.

Lorsque vous utilisez une perceuse CNC, il est essentiel de conserver les mèches CNC que vous utilisez pour affûter les composants en plastique. Les forets usés ou déformés peuvent déformer les composants, ce qui entraîne des problèmes d'outillage et des performances médiocres. Pour la plupart des thermoplastiques, nous recommandons d'utiliser un foret avec un angle de lèvre de 9 à 15 degrés et une plage de 90 à 118 degrés. Pour le perçage de l'acrylique, l'angle d'inclinaison doit être de 0 degré.

L'éjection du copeau de la perceuse CNC est particulièrement critique, car une mauvaise éjection du copeau peut provoquer des frottements et une accumulation de chaleur. Pour limiter les contraintes et les dommages, il est nécessaire de minimiser la production de chaleur pendant le perçage CNC. Ce processus génère plus de chaleur que toute autre méthode d'usinage du plastique. Lorsque vous essayez de retirer un foret CNC en toute sécurité et sans dommage, veillez à ce que la profondeur de perçage ne soit pas supérieure à trois ou quatre fois le diamètre du foret, et ralentissez la vitesse d'avance lorsque le foret a presque entièrement traversé le matériau.

Comment obtenir une finition parfaite sur le plastique ?

Une finition impeccable dans l'usinage CNC du plastique dépend de l'utilisation de procédures spécifiques et de la compréhension des propriétés du matériau usiné. Si vous voulez que votre produit en plastique ait une surface impeccable, vous devez suivre les recommandations ci-dessous pour éviter cela :

• Évitez d'utiliser des instruments de coupe à géométrie très complexe.
• Respectez la vitesse d'alimentation maximale recommandée pour le matériau utilisé.
• Les matières plastiques qui seront usinées doivent bénéficier d'un support adéquat. Les vibrations se produiront en raison d'un mauvais serrage des matériaux, ce qui entraînera une finition irrégulière du plastique.
• En outre, la vitesse de coupe doit se situer dans la plage recommandée, qui varie en fonction du type de plastique utilisé.

Pour tenir compte de ces éléments, il est nécessaire de comprendre les diverses propriétés des matériaux plastiques. Toutefois, il est possible d'améliorer la rugosité de la surface d'un produit en plastique en utilisant des méthodes de finition telles que le recuit, le sablage, le revêtement par poudre, etc.

Problèmes courants à éviter :

Même si vous êtes extrêmement prudent et bien formé au processus d'usinage CNC du plastique, il se peut que vous ayez besoin d'aide pour éviter certains problèmes. Il est donc essentiel d'être conscient de ces problèmes et de savoir comment les gérer (s'ils surviennent). Examinons ces questions plus en détail :

1. Les produits cassés, fissurés, ébréchés ou rayés constituent un problème fréquent lors de l'usinage CNC de prototypes rapides en plastique. Si la vitesse du couteau n'est pas bonne, tous les efforts et le travail ne servent à rien. En effet, les fournisseurs nationaux de matières plastiques sont extrêmement diversifiés. Lors de la transformation, vous devez donc procéder à un essai de courte durée et, si vous n'êtes pas pressé, vous devez tester différents lots de matériaux ! Pour éviter ces difficultés, une autre solution consiste à changer de fournisseur.
2. Un autre problème courant est le couteau que vous choisissez. Il est déconseillé d'utiliser des outils métalliques pour traiter des prototypes rapides en plastique au cours de ce processus. Les variations de dureté des matériaux, comme le nylon par rapport au métal, entraînent des techniques de traitement différentes, ce qui risque de provoquer des débris et d'endommager l'outil.
3. La disposition des méthodes de traitement doit également être basée sur le principe de la grossièreté et de la finesse. Tout d'abord, il convient d'organiser la coupe lourde et l'usinage grossier pour éliminer la surépaisseur d'usinage sur l'ébauche. Ensuite, il faut donner la priorité aux exigences de précision de traitement faibles pour le contenu.
4. Il peut également s'avérer nécessaire d'utiliser un flux de refroidissement élevé pour réduire l'impact d'une quantité importante de chaleur créée au cours de l'opération d'usinage. Cela augmente la durabilité de l'outil et réduit la nécessité d'utiliser activement l'approche de refroidissement par flux extensif.

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