选择合适的 CNC 塑料:综合选择指南
您是否想知道哪种类型的 CNC 塑料最适合您的项目? ABS、丙烯酸或 POM 等选项每一种都具有独特的优点,选择正确的一种会让人感到不知所措。合适的塑料可以提高项目的耐用性、精度和性能。让我们深入 CNC 塑料的世界,了解如何找到满足您加工需求的理想材料。
为什么使用塑料进行 CNC 加工
塑料因其在通过数控铣削、车削、钻孔等工艺制造时的便利性、灵活性、耐用性和廉价性而被广泛使用。这有助于减轻汽车或航空航天工业等部件的重量。因为,您知道塑料重量轻且易于使用。
此外,塑料在制造方面不需要太多工作。您可以准确地设计它,而不会像某些金属那样损坏任何切削工具。另一方面,塑料在暴露于恶劣的环境条件下时不会腐蚀或发生化学反应。因此,您可以将其用于医疗食品甚至工业用途。
如果需要,您可以使用各种类型的塑料,例如 ABS、丙烯酸甚至尼龙,以满足强度绝缘甚至透明度的要求。让我们在下一节中探讨用于 CNC 技术的不同类型的塑料。
数控塑料的类型
CNC 加工适用于多种塑料,从软质聚乙烯 (PE) 到硬质 POM 和 PC。与金属加工的主要区别在于刀具和工艺变量,例如切削速度和深度。
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- ABS
- 电脑
- 亚克力 (PMMA)
- POM
- 尼龙 (PA)
- PE(HDPE 和 LDPE)
- 聚醚醚酮
- PP
- PBT
- 爱德华王子岛
- PET
- 附注
- 聚氯乙烯
- 聚四氟乙烯(特氟龙)
现在,让我们详细讨论每种CNC塑料;
ABS
ABS 是丙烯腈丁二烯苯乙烯的缩写,是流行的合成聚合物之一。 ABS CNC零件因其材料的加工容易性和良好的尺寸稳定性而常用于三维打印。
ABS 坚固、重量轻、能够抗冲击且成型成本低廉,使其成为汽车零部件、玩具和消费电子产品的首选。然而,它对紫外线的抵抗力较低,接触阳光时会导致变色和损坏。另外,与其他CNC塑料相比,它的耐热性相对较低。
- 在哪里使用 :
这种数控塑料机用于各种汽车零部件和消费电子产品。由于其强度和多用途能力,它还包含在家用设备和快速原型中。
电脑
作为一种透明且坚韧的聚合物,它还能够承受严酷的冲击强度和温度。聚碳酸酯(PC)重量轻,光学透明度高。
在安全眼镜、电子产品和光盘领域,PC 因其耐用性和透明的同时能够承受冲击的能力而成为更受欢迎的选择。尽管被认为很优越,但与其他塑料相比,它仍然容易被划伤,并且价格更高。它不应该用紫外线处理,它会在一定时间内面临降解。
- 在哪里使用 :
防护眼镜、汽车灯具、头盔、电子设备外壳等均采用PC。此外,它还常用于建筑结构,如天窗、防弹窗。
亚克力、PMMA
亚克力或 PMMA 代表聚甲基丙烯酸甲酯,是一种重量极轻且具有出色耐候性的玻璃替代塑料。
对于理想的防风雨且具有良好光学透明度的标牌、镜头和水族箱,PMMA 最适合,因为它还防碎。它在受到力时很脆,而且很容易被划伤,因此当想要寻找更坚固的东西时,它不是最好的选择。
- 在哪里使用 :
亚克力是制作标牌、光源箱、展示柜和水族箱的主要成分。其出色的透明度使其可用于透镜和窗户。
POM
POM,也称为聚甲醛,是一种坚固的塑料,可以轻松承受磨损,并依靠低摩擦来实现良好的性能。但POM的耐紫外线性和可燃性较差。此外,强酸或氯也会导致降解。
- 在哪里使用 :
您会在齿轮、轴承、紧固件和汽车零部件中找到它。 POM 适用于制造精密且坚固的零件。
尼龙 (PA)
尼龙是一种重要的聚合物,具有高弹性和高强度的特点。它具有很强的耐磨性和耐化学性。由于氨基复合物体积大、脂肪多,吸水率高,会影响尺寸稳定性。低温下也会变脆。
- 在哪里使用 :
尼龙聚合物常见于齿轮、衬套、传送带和其他机械部件中。此外,您还可以在纺织品、汽车零部件和体育用品中找到它。
PE(HDPE 和 LDPE)
聚乙烯 (PE) 是一种相对低密度的聚合物,有低密度和高密度聚乙烯两种形式(HDPE 和 LDPE)。 HDPE 坚硬且耐冲击,而 LDPE 坚韧但重量轻。它们的国际耐热性较低,在没有特定添加剂的情况下容易发生紫外线劣化。
- 在哪里使用 :
您可以使用 HDPE 来制造管道、某些容器和切菜板。而 LDPE 常用于制造包装、袋子和管材。
聚醚醚酮
术语 PEEK 代表聚醚醚酮。它是一种高性能热塑性聚合物,以其强度、耐化学性和耐热性而闻名。与其他 CNC 塑料相比,它的成本非常高,并且需要大量的技术和实施。
- 在哪里使用 :
PEEK适用于在压力条件下要求高性能的航空航天工业、医疗植入物和汽车工业。
PP
聚丙烯 (PP) 是一种坚韧、轻质的塑料,以其惊人的柔韧性和耐化学性而闻名。它对紫外线敏感,因此很容易腐烂。此外,它在低温下会变脆。也有一些热暴露限制。
- 在哪里使用 :
如今,您可以在食品容器、车辆零件、药品和其他织物中找到 PP。由于材料特性,PP 很容易用于多种应用。
PBT
聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 是另一种强聚合物。它具有更高的耐热性和电绝缘性。它具有良好的耐化学性和尺寸稳定性,最适合电气零件。 PBT 在低温、辐射和长时间紫外线照射下会变脆。
- 在哪里使用 :
PBT因其韧性和可靠性而被应用于电连接器、汽车零部件和家用电器。
PEI
聚醚酰亚胺 (PEI) 是一种坚韧的塑料,具有很强的耐热性。它提供了卓越的性能和稳定性。但其价格较高,市场资源稀缺。此外,它还会产生应力裂纹。
- 在哪里使用 :
聚醚酰亚胺主要应用于航空航天、医疗设备制造和电子领域。可以说是在需要高耐热性的设备中找到的。
附注
聚苯乙烯(PS)也称为泡沫聚苯乙烯。它是一种轻质且坚固的聚苯乙烯,有固体和泡沫两种形式。便宜且易于制造。但其缺点是易碎、不可生物降解、抗冲击能力差。易燃,不耐热。
- 在哪里使用 :
基于通用性和成本,聚苯乙烯在包装、包装杯、绝缘材料和模型套件中很受欢迎。
PVC
聚氯乙烯一词也称为 PVC 塑料,是最耐用、最稳定的材料之一。它对化学品有很强的抵抗力。由于含有添加剂,它还具有经济性和阻燃性。 但是,PVC 并不比任何其他产品更环保,并且在燃烧时会释放有害气体。它的某些配方可能会随着时间的推移而变脆。
- 在哪里使用 :
聚氯乙烯用于管道、窗户、地板和电波长。由于其强度,其用途广泛,从建筑到窗户。
PTFE(特氟龙)
许多人都知道 PTFE 或特氟龙是一种具有弹性但耐热的不粘织物。此外,它是化学和导电材料。不幸的是,它的加工相当复杂并且价格昂贵。它会因高能辐射或冲击而发生降解。
- 在哪里使用 :
PTFE 用于涂覆炊具、垫圈、密封件以及电绝缘材料。它也广泛应用于需要低摩擦的工业过程中。
快速查看塑料可加工性图表
数控塑料型
机械加工性
主要特征
ABS
非常好
易于加工,成本低,性能好 抗冲击 ,并且可以轻松热成型。
PC(聚碳酸酯)
一般到良好
坚韧且耐冲击,但在某些条件下容易破裂。
亚克力 (PMMA)
非常好
易于加工,可产生光滑的表面,但易碎,并且在压力下会破裂。
POM(乙缩醛)
非常好
低摩擦, 高刚度, 出色的尺寸 稳定性 ,非常适合齿轮和轴承。
尼龙 (PA)
一般到良好
耐磨性优异,但会吸潮,影响加工质量。
PE(HDPE 和 LDPE)
非常好
柔软且易于加工,摩擦力低,但如果支撑不当可能会变形。
PEEK
公平
高性能耐热塑料,但由于硬度高而难以加工。
PP(聚丙烯)
非常好
易于加工,成本低,但难以粘合或涂漆。
PBT
公平
热量充足 耐化学性 ,但可能很脆且难以加工。
PEI(聚醚酰亚胺)
从中等到较差
高性能材料,由于其高刚性而难以加工。
PET
好
尺寸稳定性好,易于加工,但在压力下可能会变形。
PS(聚苯乙烯)
非常好
易于机械加工,可以获得光滑的表面,但脆且容易开裂。
PVC
公平
难以加工,尤其是对于较软的配方,并且可能产生有毒烟雾。
PTFE(特氟龙)
非常好
非常容易加工,摩擦力低,具有出色的耐化学性,但难以粘合。
如何为您的数控加工项目选择合适的塑料
在为您的项目选择合适的工程塑料时,您应该考虑以下因素;
机械性能
了解 CNC 加工项目中使用的塑料的机械性能非常重要。例如,PEEK 和尼龙等聚合物具有高强度和良好的耐磨性,可用于承载元件。
另一方面,丙烯酸是一种聚合物,其设计目的是为了灵活性和透明度,而不是例如耐拇指阻力。因此,选择符合应用机械要求的材料。
耐腐蚀性
如果您的项目涉及化学品潮湿或极端条件,那么建议使用高度耐腐蚀的 CNC 塑料。化学品最好使用 PTFE(特氟龙)和 PVC 塑料处理,而 HDPE 最适合高湿度区域。使用正确的选择可以保证多年的可靠性和功能。
热膨胀
让我们检查一下相关塑料在温度变化时的行为。例如,PEEK 材料具有低热膨胀性,使其适合高温应用。
然而,另一方面,某些 CNC 材料(例如 PP)可能会因温度变化而膨胀超过预期。
成本和可用性
通常,成本和材料的可用性是影响决策的重要因素。 ABS 和 PP 等通用塑料更便宜且容易获得。然而,PEI 或 PEEK 等专用材料价格更高,但具有特定的优势。性能和预算之间的良好权衡很重要。
表面光洁度要求
在视觉上观察任何事物时,考虑美观和表面质量是否至关重要是至关重要的。
为了易于使用,POM 等高拉伸强度材料适合要求简单的应用。最终结果必须以功能与美学相匹配的方式协调一致。
使用数控塑料机的技巧
锋利的工具,高进给,低转速
切削工具应该锋利,因为它们可以有效防止 CNC 加工的塑料撕裂。必须平衡高进给量和低转速,以防止材料加热和熔化。
小心夹住
大多数 CNC 塑料在压力下容易变形。因此,请使用气垫或软垫来分散压力并避免将机器夹紧得太紧。此外,同时避免使用真空工作台,以免在机器运行时导致损坏。
避免使用冷却剂
大多数切割塑料不需要添加冷却剂。然而,它可以用来防止材料开裂。相反,正确预测和控制工具速度对于防止材料过热至关重要。
软 CNC 塑料的超大切割
对于 LDPE 等软塑料,可根据需要进行超大切割。这意味着在边缘附近进行切割并进行调整以防止翘曲,特别是在操作完成期间。
进行大而深的削减
在加工 POM 或尼龙等塑料时,建议进行深切割。您知道,这样的切割可以保证材料不会变形,同时保留其原始特性。通过考虑刀具尺寸、刀具涂层、速度和进给来选择切削深度。
足够的切屑间隙
确保通过空气喷射或使用真空系统进行喷射或直接清理。除此之外,安装在正在加工的材料上,以免切屑堆积影响正在执行的切削。
此外,将设计复杂性与机器能力相匹配也很重要,并非所有机器都可以加工 CNC 塑料工件的复杂特征。例如,只有 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 机床可以制造复杂的曲面和悬伸特征。
数控加工技术 塑料零件
数控机床通过机械加工工艺制造塑料零件。这些技术去除材料以将其形成适合设计要求的特定形状。根据复杂性和所用材料的种类,可以应用多种加工技术以获得所需的输出。
数控车削
该方法在圆柱形塑料工件上使用切削刀具并旋转它来制造塑料零件。大多数时候,切削刀具会带来负后倾角,以避免刀具接触和摩擦。此外,它们还会根据材料改变后角。
所制造的工具需要光滑的表面,这可以通过抛光来实现。它需要较低的进给率,粗切削为 0.015 IPR,精切削为 0.005 IPR。改进的角度变化往往会提高脊柱外的准确性和完成的平滑度。
数控铣削
复杂零件是通过使用旋转刀具切割工件并通过塑性铣削去除材料来制造的。用于增强塑料的切削工具可以将内角倒圆以改善效果。
高主轴转速和适当的夹紧可提高效率。而且有足够的冷却系统,防止主轴和机器翘曲。
数控钻孔
这种专门的 CNC 塑料加工工艺需要使用某些钻头以 90-150 度的角度放置在热塑性塑料内打孔。该过程还使用冷却系统来消散因钻孔而产生的任何热量。这也是为了增强排屑能力。保持钻孔深度不超过钻头直径的3-4倍,并在出口附近降低进给速度,以免损坏。
数控路由
需要成型的平坦或弯曲的塑料材料也可以通过使用 CNC 铣床以受控方式进行切割。所有这些流程和最佳速度可全面提供流畅且准确的结果。
数控塑料件的工业应用
在精度和坚固性的保证下,随着数控加工的出现,跨行业的数控塑料加工零件变得容易。
- 医疗行业: 塑料加工的使用超越了手术工具、严重假肢、医疗工具等生产的需求。这些方法还保证安全符合严格的要求,同时能够生产雕刻细节。
- 汽车零部件: 可以通过计算机数控加工仪表板、气孔等塑料零件。因此,它减轻了汽车车身的重量并提高了机加工零件的性能。
- 航空航天零件: 原型、内饰和结构部件耐热且不重,因此使用航空塑料作为材料。这一过程至关重要,因为通过这些方法数控加工的塑料细节承受着巨大的压力,并且需要最高的精度。
- 电子行业: 在电子领域, 使用加工塑料部件,例如连接器、外壳和键盘。包覆成型连接器与塑料一起增强了精密系统的绝缘性和坚固性。
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常见问题解答
1.您建议我研磨哪种塑料?
无论您追求哪个项目,一般来说 ABS 或 POM 更适合常用。但如果需要高性能,可以考虑强度高、耐用性好的 PEEK 或尼龙。
2.用数控机床切割塑料需要多长时间?
这取决于材料、您需要的零件的复杂程度以及您选择的机器设置。根据经验,切割柔软的物品需要一分钟;复杂度较高的零件可能需要数小时。
复合材料