Haben Sie sich schon einmal gefragt, welcher CNC-Kunststofftyp am besten zu Ihrem Projekt passt? Bei Optionen wie ABS, Acryl oder POM, die jeweils einzigartige Vorteile bieten, kann die Auswahl des richtigen Kunststoffs überwältigend sein. Der richtige Kunststoff kann die Haltbarkeit, Präzision und Leistung Ihres Projekts steigern. Tauchen wir in die Welt der CNC-Kunststoffe ein und finden Sie heraus, wie Sie das ideale Material für Ihre Bearbeitungsanforderungen finden.
Warum Kunststoff für die CNC-Bearbeitung verwenden?
Kunststoff wird wegen seiner Bequemlichkeit, Flexibilität, Haltbarkeit und Billigkeit bei der Herstellung weit verbreitet verwendet. CNC-Fräsen, Drehen, Bohren und andere Prozesse. Dies hilft beim Gewichtsverlust von Komponenten, beispielsweise in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie. Denn Kunststoff ist leicht und einfach zu verwenden.
Darüber hinaus erfordert Kunststoff bei der Herstellung keinen großen Aufwand. Sie können ihn präzise gestalten, ohne dass Schneidwerkzeuge beschädigt werden, wie dies bei manchen Metallen der Fall wäre. Andererseits korrodiert Kunststoff nicht und reagiert auch nicht chemisch, wenn er rauen Umweltbedingungen ausgesetzt wird. Sie können ihn daher in der medizinischen Lebensmittelherstellung und sogar in der Industrie verwenden.
Bei Bedarf können Sie Kunststoffe verschiedener Art wie ABS, Acryl oder sogar Nylon verwenden, die den Anforderungen an Festigkeit, Isolierung oder sogar Transparenz gerecht werden. Lassen Sie uns im nächsten Abschnitt verschiedene Kunststoffarten für die CNC-Technologie untersuchen.
Arten von CNC-Kunststoffen
CNC-Bearbeitung ist mit einer breiten Palette von Kunststoffen kompatibel, von weichem Polyethylen (PE) bis zu hartem POM und PC. Der Hauptunterschied zur Metallbearbeitung besteht in den Werkzeug- und Prozessvariablen wie Schnittgeschwindigkeit und -tiefe.
„Die detaillierten Informationen zu den CNC-Bearbeitungsdienstleistungen von RapidDirect für kompatible Kunststoffe, einschließlich ihrer Eigenschaften, Bearbeitungseigenschaften und Oberflächenbearbeitungsoptionen, finden Sie in der folgenden Liste.“
Lassen Sie uns nun jeden CNC-Kunststoff im Detail besprechen.
ABS
ABS ist eine Abkürzung für Acrylnitril-Butadien-Styrol und einer der beliebtesten synthetischen Polymere. ABS-CNC-Teile werden häufig im 3D-Druck verwendet, da sich das Material leicht bearbeiten lässt und eine gute Dimensionsstabilität aufweist.
ABS ist robust, leicht, stoßfest und kostengünstig zu formen, was es zu einer beliebten Wahl für Autoteile, Spielzeug und Unterhaltungselektronik macht. Es ist jedoch wenig UV-beständig, was bei Kontakt mit Sonnenlicht zu Verfärbungen und Zersetzung führt. Darüber hinaus ist es im Vergleich zu anderen CNC-Kunststoffen relativ hitzebeständig.
- Wo wird es verwendet:
Diese CNC-Kunststoffmaschine wird für verschiedene Automobilteile und Unterhaltungselektronik verwendet. Aufgrund ihrer Stärke und Vielseitigkeit wird sie auch für Haushaltsgeräte und Rapid Prototyping verwendet.
PC
Da es sich um ein transparentes und robustes Polymer handelt, hält es auch hohen Schlagbelastungen und Temperaturen stand. Polycarbonat (PC) ist relativ leicht und weist eine hohe optische Klarheit auf.
In den Bereichen Schutzbrillen, Elektronik und CDs ist PC aufgrund seiner Haltbarkeit und Stoßfestigkeit bei gleichzeitiger Transparenz eine weitaus beliebtere Wahl. Obwohl es als überlegen gilt, ist es dennoch kratzempfindlich und im Vergleich zu anderen Kunststoffen teurer. Es sollte nicht mit UV-Strahlung behandelt werden, da es im Laufe der Zeit an Qualität verlieren kann.
- Wo wird es verwendet:
Schutzbrillen, Autoscheinwerfer, Helme und Gehäuse elektronischer Geräte bestehen alle aus PC. Darüber hinaus wird es häufig in architektonischen Strukturen wie Oberlichtern und kugelsicheren Fenstern eingesetzt.
Acryl, PMMA
Acryl oder PMMA, die Abkürzung für Polymethylmethacrylat, ist ein Glasersatzkunststoff mit sehr geringem Gewicht und hervorragender Wetterbeständigkeit.
Für Schilder, Linsen und Aquarien, die wetterfest sein und eine hohe optische Transparenz aufweisen sollen, eignet sich PMMA am besten, da es außerdem bruchsicher ist. Es wird spröde, wenn es Kraft ausgesetzt wird, und verkratzt außerdem recht leicht, weshalb es nicht die beste Wahl ist, wenn Sie etwas Robusteres suchen.
- Wo wird es verwendet:
Acryl ist ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Schildern, Gehäusen für Lichtquellen, Vitrinen und Aquarien. Aufgrund seiner hohen Transparenz kann es für Linsen und Fenster verwendet werden.
POM
POM, auch bekannt als Polyoxymethylen, ist ein widerstandsfähiger Kunststoff, der Verschleiß problemlos standhält und für eine gute Leistung auf geringe Reibung angewiesen ist. POM ist jedoch schlecht UV-beständig und entflammbar. Darüber hinaus können starke Säuren oder Chlor zu einer Zersetzung führen.
- Wo wird es verwendet:
Sie finden es in Zahnrädern, Lagern, Befestigungselementen und Autoteilen. POM eignet sich für präzise und robuste Teile.
Nylon (PA)
Nylon ist ein wichtiges Polymer, das sich durch hohe Elastizität und große Festigkeit auszeichnet. Es ist äußerst verschleiß- und chemikalienbeständig. Aufgrund der Sperrigkeit und Fettigkeit des Aminokomplexes kommt es zu einer hohen Wasseraufnahme, die die Dimensionsstabilität beeinträchtigen kann. Außerdem wird es bei niedrigen Temperaturen spröde.
- Wo wird es verwendet:
Nylonpolymere kommen häufig in Zahnrädern, Buchsen, Förderbändern und anderen mechanischen Komponenten vor. Darüber hinaus findet man sie in Textilien, Automobilkomponenten und Sportartikeln.
PE (HDPE und LDPE)
Polyethylen (PE) ist ein Polymer mit relativ geringer Dichte, das sowohl in Form von Polyethylen niedriger als auch von Polyethylen hoher Dichte (HDPE und LDPE) erhältlich ist. HDPE ist steif und schlagfest, während LDPE robust, aber leicht ist. Sie haben eine geringe internationale Wärmebeständigkeit und neigen ohne spezielle Zusätze zu UV-Schäden.
- Wo wird es verwendet:
Sie können HDPE zur Herstellung von Rohren, bestimmten Behältern und Schneidebrettern verwenden. LDPE wird hingegen häufig zur Herstellung von Verpackungen, Beuteln und Schläuchen verwendet.
PEEK
Der Begriff PEEK steht für Polyetheretherketon. Es handelt sich um ein thermoplastisches Hochleistungspolymer, das für seine Festigkeit, chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit bekannt ist. Es ist sehr teuer und erfordert im Vergleich zu anderen CNC-Kunststoffen viele Techniken und Implementierungen.
- Wo wird es verwendet:
PEEK wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie, bei medizinischen Implantaten und in der Automobilindustrie eingesetzt, wo hohe Leistung unter Belastungsbedingungen erforderlich ist.
PP
Polypropylen (PP) ist ein robuster, leichter Kunststoff, der für seine erstaunliche Flexibilität und chemische Beständigkeit bekannt ist. Es kann UV-empfindlich sein und daher leicht verrotten. Darüber hinaus kann es bei niedrigen Temperaturen spröde werden. Es gibt auch einige Grenzen bei der Wärmeeinwirkung.
- Wo wird es verwendet:
Heute findet man PP in Lebensmittelbehältern, Fahrzeugteilen, Medikamenten und anderen Stoffen. Aufgrund seiner Materialeigenschaften lässt sich PP problemlos in zahlreichen Anwendungen einsetzen.
PBT
Polybutylenterephthalat (PBT) ist ein weiteres starkes Polymer. Es ist wesentlich hitzebeständiger und verfügt über eine elektrische Isolierung. Es bietet eine gute chemische Beständigkeit und Maßstabilität und eignet sich am besten für elektrische Teile. PBT wird bei Kälte, Strahlung und längerer UV-Bestrahlung spröde.
- Wo wird es verwendet:
Aufgrund seiner Robustheit und Zuverlässigkeit wird PBT für elektrische Verbindungselemente, Automobilkomponenten und Haushaltsgeräte verwendet.
PEI
Polyetherimid (PEI) ist ein zäher Kunststoff mit hoher Hitzebeständigkeit. Er bietet bemerkenswerte Eigenschaften und Stabilität. Allerdings ist er teuer und die Ressourcen auf dem Markt knapp. Außerdem können Spannungsrisse entstehen.
- Wo wird es verwendet:
Polyetherimid wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, der Herstellung medizinischer Geräte und der Elektronik eingesetzt. Man kann sagen, dass es in Geräten vorkommt, die eine hohe Hitzebeständigkeit erfordern.
PS
Polystyrol (PS) wird auch als Schaumpolystyrol bezeichnet. Es ist ein leichtes und starkes Polystyrol, das in fester und Schaumform erhältlich ist. Es ist billig und leicht herzustellen. Die Schwachstelle ist jedoch, dass es zerbrechlich, nicht biologisch abbaubar und wenig schlagfest ist. Außerdem ist es entflammbar und nicht hitzebeständig.
- Wo wird es verwendet:
Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Kosten wird Polystyrol häufig für Verpackungen, Verpackungsbecher, Isolierungen und Modellbausätze verwendet.
PVC
Das Wort Polyvinylchlorid, auch als PVC-Kunststoff bezeichnet, ist eine der haltbarsten und stabilsten Materialarten. Es ist sehr chemikalienbeständig. Es ist außerdem wirtschaftlich und aufgrund der enthaltenen Zusatzstoffe feuerhemmend. Allerdings ist PVC nicht umweltfreundlicher als andere Produkte und setzt beim Verbrennen schädliche Gase frei. Einige Formulierungen davon können mit der Zeit spröde werden.
- Wo wird es verwendet:
Polyvinylchlorid wird für Rohre, Fenster, Bodenplatten und elektrische Wellenlängen verwendet. Aufgrund seiner Festigkeit wird es im Bauwesen und in Fenstern verwendet.
PTFE (Teflon)
PTFE oder Teflon ist vielen als elastisch, aber hitzebeständiges, antihaftbeschichtetes Gewebe bekannt. Darüber hinaus ist es ein chemisch und elektrisch leitfähiges Material. Leider ist seine Verarbeitung recht aufwändig und teuer. Es kann durch energiereiche Strahlung oder Stöße beschädigt werden.
- Wo wird es verwendet:
PTFE wird zum Beschichten von Kochgeschirr, Dichtungen und Versiegelungen sowie zur elektrischen Isolierung verwendet. Es wird auch häufig in industriellen Prozessen eingesetzt, bei denen geringe Reibung erforderlich ist.
Ein kurzer Blick auf das Diagramm zur Kunststoffbearbeitbarkeit
CNC-Kunststofftyp | Bearbeitbarkeit | Schlüsseleigenschaften |
ABS | Ausgezeichnet | Leicht zu bearbeiten, kostengünstig, gut Schlagfestigkeitund lässt sich leicht thermoformen. |
PC (Polycarbonat) | Fair bis gut | Robust und schlagfest, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen zum Reißen neigen. |
Acryl (PMMA) | Ausgezeichnet | Lässt sich leicht bearbeiten, erzeugt glatte Oberflächen, ist jedoch spröde und kann bei Belastung brechen. |
POM (Acetal) | Ausgezeichnet | Geringe Reibung, hohe Steifigkeit, ausgezeichnete dimensionale Stabilität, ideal für Zahnräder und Lager. |
Nylon (PA) | Fair bis gut | Hervorragende Verschleißfestigkeit, kann jedoch Feuchtigkeit aufnehmen, was die Bearbeitungsqualität beeinträchtigen kann. |
PE (HDPE und LDPE) | Ausgezeichnet | Weich und leicht zu bearbeiten, geringe Reibung, kann sich jedoch bei unzureichender Unterstützung verformen. |
PEEK | Fair | Leistungsstarker, hitzebeständiger Kunststoff, der jedoch aufgrund seiner hohen Härte schwierig zu bearbeiten ist. |
PP (Polypropylen) | Ausgezeichnet | Leicht zu bearbeiten und kostengünstig, das Verkleben oder Lackieren kann jedoch schwierig sein. |
PBT | Fair | Gute Wärme und chemische Resistenz, kann aber spröde und schwer zu bearbeiten sein. |
PEI (Polyetherimid) | Fair bis Arm | Hochleistungswerkstoff, aufgrund der hohen Steifigkeit schwer zu zerspanen. |
PET | Gut | Gute Maßstabilität, leicht zu bearbeiten, kann sich jedoch unter Belastung verziehen. |
PS (Polystyrol) | Ausgezeichnet | Lässt sich leicht bearbeiten und ermöglicht glatte Oberflächen, ist jedoch spröde und neigt zur Rissbildung. |
PVC | Fair | Die maschinelle Bearbeitung kann insbesondere bei weicheren Formulierungen schwierig sein und giftige Dämpfe erzeugen. |
PTFE (Teflon) | Ausgezeichnet | Lässt sich sehr leicht bearbeiten, weist eine geringe Reibung und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit auf, kann jedoch schwierig zu verkleben sein. |
So wählen Sie den richtigen Kunststoff für Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt
Bei der Auswahl des richtigen technischen Kunststoffs für Ihr Projekt sollten Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:
Mechanische Eigenschaften
Es ist wichtig, die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs zu kennen, der in einem CNC-Bearbeitungsprojekt verwendet werden soll. Beispielsweise bieten Polymere wie PEEK und Nylon eine hohe Festigkeit sowie eine gute Verschleißfestigkeit und können für tragende Elemente verwendet werden.
Acryl hingegen ist ein Polymer, das eher auf Flexibilität und Transparenz ausgelegt ist als auf Daumenfestigkeit. Wählen Sie daher das Material aus, das den mechanischen Anforderungen der Anwendung entspricht.
Korrosionsbeständigkeit
Wenn Ihr Projekt Chemikalien, Feuchtigkeit oder extreme Bedingungen beinhaltet, ist es ratsam, hochkorrosionsbeständige CNC-Kunststoffe zu verwenden. Chemikalien lassen sich am besten mit PTFE (Teflon) und PVC-Kunststoff handhaben, während HDPE am besten in Bereichen mit hoher Feuchtigkeit funktioniert. Die richtige Auswahl garantiert Zuverlässigkeit und Funktion über die Jahre hinweg.
Wärmeausdehnung
Betrachten wir nun das Verhalten des betreffenden Kunststoffs bei Temperaturschwankungen. PEEK beispielsweise weist eine geringe Wärmeausdehnung auf und eignet sich daher für Anwendungen mit hohen Temperaturen.
Andererseits kann es jedoch vorkommen, dass sich gewisse CNC-Werkstoffe, wie zum Beispiel PP, bei Temperaturschwankungen stärker ausdehnen als gewünscht.
Kosten und Verfügbarkeit
Oft sind die Kosten und die Verfügbarkeit des Materials wichtige Aspekte, die die Entscheidung beeinflussen. Generische Kunststoffe wie ABS und PP sind billiger und leicht verfügbar. Spezialmaterialien wie PEI oder PEEK hingegen sind teurer, haben aber bestimmte Vorteile. Ein guter Kompromiss zwischen Leistung und Budget ist wichtig.
Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
Bei der visuellen Betrachtung muss unbedingt berücksichtigt werden, ob Ästhetik und Oberflächenqualität von größter Bedeutung sind.
Für Anwendungen mit geringen Anforderungen eignen sich hochfeste Materialien wie POM. Das Endergebnis muss so harmonisiert sein, dass Funktion und Ästhetik übereinstimmen.
Tipps zum Arbeiten mit CNC-Kunststoffmaschinen
Scharfe Werkzeuge, hoher Vorschub, niedrige Drehzahl
Die Schneidwerkzeuge sollten scharf sein, da sie das Reißen des mit der CNC-Maschine zu bearbeitenden Kunststoffs wirksam verhindern. Um ein Erhitzen und Schmelzen des Materials zu verhindern, muss ein Gleichgewicht zwischen hohem Vorschub und niedriger Drehzahl eingehalten werden.
Vorsichtig festklemmen
Die meisten CNC-Kunststoffe neigen dazu, sich unter Druck zu verformen. Verwenden Sie daher Luftpolster oder weiche Polster, um den Druck zu verteilen und vermeiden Sie, die Maschine zu fest einzuspannen. Vermeiden Sie außerdem gleichzeitig die Verwendung eines Vakuumtisches, der während des Betriebs der Maschine zu Zerstörungen führen kann.
Vermeiden Sie Kühlmittel
Für die meisten Kunststoffschnitte ist kein Kühlmittel erforderlich. Es kann jedoch eingesetzt werden, um das Reißen des Materials zu verhindern. Stattdessen ist eine angemessene Vorausplanung und Kontrolle der Werkzeuggeschwindigkeit unerlässlich, um eine Überhitzung des Materials zu verhindern.
Übermaßschnitte für weiche CNC-Kunststoffe
Bei weichen Kunststoffen wie LDPE sind bei Bedarf übergroße Schnitte zuzulassen. Das bedeutet, Schnitte in der Nähe der Kanten vorzunehmen und Anpassungen vorzunehmen, um Verformungen zu vermeiden, insbesondere während der Endbearbeitung der Vorgänge..
Machen Sie große, tiefe Schnitte
Bei der Bearbeitung von Kunststoffen wie POM oder Nylon sind tiefe Schnitte empfehlenswert. Denn solche Schnitte garantieren, dass sich das Material nicht verzieht und seine ursprünglichen Eigenschaften behält. Wählen Sie die Schnitttiefe unter Berücksichtigung von Werkzeuggröße, Werkzeugbeschichtung, Geschwindigkeit und Vorschub.
Ausreichende Spanfreiheit
Stellen Sie eine Reinigung durch einen Luftstoß oder die Verwendung von Vakuumsystemen sicher, indem Sie einen Luftstoß oder einen Punktstrahl verwenden. Installieren Sie außerdem das Werkzeug über dem zu bearbeitenden Material, sodass sich keine Späne ansammeln und der Schnitt dadurch beeinträchtigt wird.
Darüber hinaus ist es auch wichtig, die Designkomplexität mit der Maschinenleistung abzustimmen, da nicht alle Maschinen die komplexen Merkmale von CNC-Kunststoffwerkstücken herstellen können. Beispielsweise können nur 3-, 4- und 5-achsige CNC-Maschinen komplexe gekrümmte Oberflächen und Überhangmerkmale herstellen.
CNC-Bearbeitungstechniken für Kunststoffteile
CNC-Maschinen fertigen Kunststoffteile durch spanende Bearbeitung. Diese Techniken entfernen Material, um ihnen eine bestimmte Form zu geben, die den Designanforderungen entspricht. Je nach Komplexität und Art des zu verwendenden Materials können verschiedene Bearbeitungstechniken angewendet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
CNC-Drehen
Bei dieser Methode wird ein Schneidwerkzeug über einem zylindrischen Kunststoffwerkstück verwendet und gedreht, um ein Kunststoffteil herzustellen. In den meisten Fällen haben Schneidwerkzeuge negative Spanwinkel, um Kontakt und Reibung des Werkzeugs zu vermeiden. Darüber hinaus ändern sie die Freiwinkel je nach Material.
Das herzustellende Werkzeug erfordert eine glatte Oberfläche, die durch Polieren erreicht werden kann. Es erfordert eine geringere Vorschubgeschwindigkeit von 0.015 IPR für einen Grobschnitt und 0.005 IPR für einen Feinschnitt. Verbesserte Winkeländerungen verbessern tendenziell die extraspinale Genauigkeit und die Glätte des Endergebnisses.
CNC Fräsen
Ein komplexes Teil wird hergestellt, indem ein Werkstück mit rotierenden Fräsern geschnitten und durch Kunststofffräsen Material entfernt wird. Schneidwerkzeuge, die zum Verstärken von Kunststoffen verwendet werden, können an den Innenecken abgerundet werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.
Hohe Spindeldrehzahl und richtiges Spannen steigern die Effizienz. Darüber hinaus gibt es ein ausreichendes Kühlsystem, um ein Verziehen der Spindeln und der Maschine zu verhindern.
CNC Bohren
Bei diesem speziellen CNC-Kunststoffbearbeitungsverfahren werden mit bestimmten Bohrern, die in einem Winkel von 90 bis 150 Grad platziert werden, Löcher in Thermoplaste gebohrt. Bei diesem Verfahren werden außerdem Kühlsysteme eingesetzt, um die beim Bohren entstehende Wärme abzuleiten. Außerdem soll dadurch die Spanabfuhr verbessert werden. Die Bohrtiefe sollte nicht mehr als das 3- bis 4-fache des Bohrdurchmessers betragen und der Vorschub in der Nähe des Austritts verringert werden, um Schäden zu vermeiden.
CNC-Fräsen
Auch Kunststoffmaterialien, die geformt werden müssen und entweder flach oder gebogen sind, werden mithilfe von CNC-Fräsern kontrolliert zugeschnitten. All diese Prozesse und optimale Geschwindigkeiten sorgen durchweg für glatte und präzise Ergebnisse.
Industrielle Anwendungen von CNC-Kunststoffteilen
Dank der garantierten Genauigkeit und Robustheit ist die Herstellung von CNC-Kunststoffteilen in allen Branchen seit der Einführung der CNC-Bearbeitung einfach geworden.
- Medizinische Industrie: Der Bedarf für die Herstellung von chirurgischen Instrumenten, schweren Prothesen, medizinischen Instrumenten usw. wird durch die Verwendung von Kunststoffbearbeitung übertroffen. Die Methoden garantieren außerdem die Einhaltung strenger Sicherheitsanforderungen und ermöglichen gleichzeitig die Herstellung gravierter Details.
- Automobilkomponenten: Sie können Kunststoffteile wie Armaturenbretter und Lüftungsschlitze mithilfe der numerischen Computersteuerung bearbeiten. Dadurch verringert sich das Gewicht der Karosserie und die Leistung der bearbeiteten Teile wird verbessert.
- Luft- und Raumfahrtteile: Prototypen, Innenausstattungen und Strukturkomponenten müssen hitzebeständig und nicht schwer sein, daher wird in der Luftfahrt Kunststoff als Material verwendet. Dieser Prozess ist entscheidend, da die mit diesen Methoden CNC-gefrästen Kunststoffdetails enormen Belastungen ausgesetzt sind und höchste Genauigkeit erfordern.
- Elektronikindustrie: Im Bereich der Elektronik Es werden bearbeitete Kunststoffkomponenten verwendet wie Steckverbinder, Gehäuse und Tastaturen. Das Umspritzen von Steckverbindern mit Kunststoff verbessert die Isolierung und Robustheit empfindlicher Systeme.
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Häufig gestellte Fragen
Egal welches Projekt Sie verfolgen, ABS oder POM sind im Durchschnitt für den allgemeinen Gebrauch besser geeignet. Wenn jedoch eine hohe Leistung erforderlich ist, sollten Sie sich PEEK oder Nylon ansehen, die eine hohe Festigkeit und gute Haltbarkeit bieten.
Das hängt vom Material, der Komplexität des benötigten Teils und den gewählten Maschineneinstellungen ab. Als Faustregel gilt, dass das Schneiden weicher Teile eine Minute dauert; komplexere Teile können Stunden dauern.
