ほとんどの場合、CNC加工の一般的な描写には、金属製のワークピースを使用することが含まれます。ただし、CNCの機械加工はプラスチックに広く適用可能であるだけでなく、プラスチックCNC加工もいくつかの業界で一般的な機械加工プロセスの1つです。
製造プロセスとしてのプラスチック加工の受け入れは、利用可能なプラスチックCNC材料の幅広い配列によるものです。さらに、コンピューターの数値制御の導入により、プロセスはより正確で、より速く、寛容な部品を作るのに適しています。プラスチックのCNC加工についてどれだけ知っていますか？この記事では、プロセスと互換性のある資料、利用可能な手法、およびプロジェクトに役立つその他のものについて説明します。
CNC加工用のプラスチック
多くの機械加工可能なプラスチックは、いくつかの産業が製造する部品や製品の製造に適しています。それらの使用は、ナイロンなどの機械加工可能なプラスチックがあり、金属を置き換えることができる優れた機械的特性を備えています。以下は、カスタムプラスチック製造のための最も一般的なプラスチックです。
ABS：
アクリロニトリルブタジエンスチレン、またはABSは、その衝撃耐性、強度、および高加工性で知られる軽量CNC材料です。それは良好な機械的特性を誇っていますが、その低い化学物質の安定性は、グリース、アルコール、およびその他の化学溶媒に対する感受性において明らかです。また、純粋な腹筋の熱安定性（つまり、添加物のないABS）は低く、炎を除去した後でもプラスチックポリマーが燃焼するためです。
長所
機械的な強さを失うことなく軽量です。
プラスチックポリマーは非常に機密性が高く、非常に人気のある迅速なプロトタイピング材料になります。
ABSの融点は適切です（これは、3D印刷や射出成形などの他の迅速なプロトタイピングプロセスにとって重要です）。
それは高い引張強度を持っています。
ABSには耐久性が高く、これは寿命が長くなることを意味します。
手頃な価格です。
短所
熱にさらされると、熱いプラスチックの煙が放出されます。
そのようなガスの蓄積を防ぐために適切な換気が必要です。
CNCマシンによって生成された熱からの変形を引き起こす可能性のある融点が低いです。
アプリケーション
ABSは、優れた特性と手頃な価格のために、多くの迅速なプロトタイピングサービスで製品を製造する際に使用される非常に人気のあるエンジニアリング熱可塑性プラスチックです。これは、キーボードキャップ、電子エンクロージャー、車のダッシュボードコンポーネントなどの部品を作成するために、電気および自動車産業に適用されます。
ナイロン
ナイロンまたはポリアミドは、衝撃、化学、耐摩耗性の高い低摩擦プラスチックポリマーです。強度（76MPA）、耐久性、硬度（116R）などの優れた機械的特性により、CNCの機械加工に非常に適しており、自動車および医療部品製造産業への応用をさらに改善します。
長所
優れた機械的特性。
それは高い引張強度を持っています。
費用対効果。
軽量ポリマーです。
それは熱と化学耐性です。
短所
次元の安定性が低くなっています。
ナイロンは湿気を簡単に摂取できます。
強い鉱酸の影響を受けやすいです。
アプリケーション
ナイロンは、医療および自動車産業の実際の部品のプロトタイピングと製造に適用される高性能のエンジニアリング熱可塑性塑性です。 CNC材料から製造されたコンポーネントには、ベアリング、洗濯機、チューブが含まれます。
アクリル
アクリルまたはPMMA（ポリメチルメタクリレート）は、光学特性のためにプラスチックCNC加工で人気があります。プラスチックポリマーは半透明であり、スクラッチ耐性であるため、そのような特性を必要とする産業での応用です。それとは別に、それは非常に優れた機械的特性を備えており、その靭性と耐衝撃性が明らかです。その安さにより、アクリルCNC加工は、ポリカーボネートやガラスなどのプラスチックポリマーの代替品となっています。
長所
軽量です。
アクリルは非常に化学的で紫外線耐性です。
機械加工性が高くなっています。
アクリルには高い耐薬品性があります。
短所
熱、衝撃、摩耗に耐性はありません。
重い負荷の下で割れることがあります。
塩素化/芳香族の有機物質に耐性はありません。
アプリケーション
アクリルは、ポリカーボネートやガラスなどの材料の交換に適用できます。その結果、自動車産業には、ライトパイプや車のインジケータライトカバーを製造するために、またソーラーパネル、温室キャノピーなどを作るための他の産業に適用されます。
ポン
POMまたはDelrin（コマーシャル名）は、熱、化学物質、摩耗/涙に対する高強度と耐性のために、多くのCNC加工サービスによって選ばれた非常に機械加工可能なCNCプラスチック材料です。デルリンにはいくつかのグレードがありますが、ほとんどの産業は寸法的に安定しているため、デルリン150と570に依存しています。
長所
それらは、すべてのCNCプラスチック材料の中で最も機密性があります。
彼らは優れた耐薬品性を持っています。
彼らは高次元の安定性を持っています。
緊張した強度と耐久性が高く、寿命が長くなります。
短所
酸に対する耐性が低い。
アプリケーション
POMは、さまざまな業界でその応用を見つけます。たとえば、自動車部門では、シートベルトコンポーネントの製造に利用されています。医療機器業界はそれを採用してインスリンペンを生産しますが、消費財セクターはPOMを利用して電子タバコと水道メーターを製造しています。
HDPE
高密度のポリエチレンプラスチックは、ストレスや腐食性化学物質に対する耐性が高い熱可塑性になります。引張強度（4000psi）や硬度（R65）などの優れた機械的特性をカウンターパートよりも提供し、LDPEはアプリケーションでそのような要件に置き換えます。
長所
柔軟な機械加工可能なプラスチックです。
ストレスや化学物質に対して非常に耐性があります。
優れた機械的特性があります。
ABSには耐久性が高く、これは寿命が長くなることを意味します。
短所
UV耐性が低い。
アプリケーション
HDPEプロトタイピング、ギア、ベアリング、パッケージング、電気断熱材、医療機器など、さまざまなアプリケーションがあります。プロトタイピングには迅速かつ簡単に機械加工できるため、プロトタイピングに最適であり、その低コストにより、複数の反復を作成するのに最適です。それに加えて、摩擦係数が低く、耐摩耗性が高く、自己潤滑と化学的に耐性があるため、ベアリングのため、ギアにとって良い材料です。
LDPE
LDPEは、良好な耐薬品性と低温を備えた丈夫で柔軟なプラスチックポリマーです。補綴物や装具を作るために、医療部品製造業で広く適用されています。
長所
困難で柔軟です。
それは非常に腐食に強いです。
溶接などの熱技術を使用してシールするのは簡単です。
短所
高温抵抗を必要とする部品には適していません。
剛性と構造強度が低いです。
アプリケーション
LDPEは、多くの場合、カスタムギアと機械コンポーネント、電子機器用の絶縁体やハウジングなどの電気コンポーネント、洗練されたまたは光沢のある部品を生産するために使用されます。それ以上。摩擦係数が低い、断熱性の高い耐性、耐久性により、高性能アプリケーションに理想的な材料になります。
ポリカーボネート
PCは、熱遅延および電気絶縁特性を備えた丈夫で軽量のプラスチックポリマーです。アクリルのように、自然な透明度のためにガラスを交換できます。
長所
ほとんどのエンジニアリング熱可塑性プラスチックよりも効率的です。
それは自然に透明であり、光を伝えることができます。
色が非常によくなります。
それは高い引張強度と耐久性を持っています。
PCは、希釈酸、オイル、グリースに耐性があります。
短所
60°Cを超える水に長期にさらされた後に劣化します。
炭化水素摩耗の影響を受けやすいです。
紫外線への長時間の暴露の後、時間の経過とともに黄色になります。
アプリケーション
その光特性に基づいて、ポリカーボネートはガラス材料を置き換えることができます。したがって、安全ゴーグルとCD/DVDの製造に使用されます。それとは別に、それは外科用具とサーキットブレーカーを作るのに適しています。
プラスチックCNC加工方法
CNCプラスチック部品の機械加工には、コンピューター制御マシンを使用してプラスチックポリマーの一部を除去して、目的の製品を形成します。減算的な製造プロセスは、次の方法を使用して、耐性、均一性、精度を備えた無数の部品を作成できます。
CNCターニング
CNCターニングは、旋盤にワークを保持し、回転または回転させて切削工具に対して回転させる機械加工技術です。また、以下を含むいくつかのタイプのCNCターニングもあります。
ストレートまたは円筒形のCNCターニングは、大規模なカットに適しています。
テーパーCNCターニングは、円錐形の形状の部品を作成するのに適しています。
次のようなプラスチックCNCターニングで利用できるいくつかのガイドラインがあります。
摩擦を最小限に抑えるために、切断エッジが負のバックレーキを持っていることを確認してください。
切断エッジには、大きなリリーフ角度が必要です。
より良い表面仕上げと材料の蓄積を減らすために、ワークピース表面を磨きます。
フィードレートを下げて最終カットの精度を改善します（ラフカットには0.015 IPR、正確な切断に0.005 IPRのフィードレートを使用してください）。
プラスチック材料にクリアランス、サイド、およびレーキの角度を調整します。
CNCミリング
CNCフライス加工には、ミリングカッターを使用してワークピースから材料を除去して、必要な部品を取得することが含まれます。 3軸ミルと多軸工場に分割されたさまざまなCNCミリングマシンがあります。
一方では、3軸CNCミリングマシンは、3つの線形軸（左から右、前後、上下）で移動できます。その結果、シンプルなデザインの部品を作成するのに適しています。一方、多軸ミルは3つ以上の軸で移動できます。その結果、複雑なジオメトリを備えたプラスチック部品を加工するCNCに適しています。
次のようなプラスチックCNCミリングで利用できるいくつかのガイドラインがあります。
炭素工具を備えた炭素またはガラスで強化された熱可塑性塑性を機械。
クランプを使用して、スピンドル速度を上げます。
丸みを帯びた内部角を作成することにより、ストレス集中を減らします。
ルーターで直接冷却して熱を分散させます。
回転速度を選択します。
表面仕上げを改善するために、製粉後のプラスチック部品を討論します。
CNC掘削
プラスチックのCNC掘削には、ドリルビットが取り付けられたドリルを使用して、プラスチックワークピースに穴を開けることが含まれます。ドリルビットのサイズと形状により、穴のサイズが決まります。さらに、それはまた、チップの避難において役割を果たしています。使用できるドリルプレスの種類には、ベンチ、直立、ラジアルが含まれます。
次のようなプラスチックCNC掘削で利用できるいくつかのガイドラインがあります。
プラスチックのワークピースにストレスをかけないように、鋭いCNCドリルビットを使用してください。
適切なドリルビットを使用してください。たとえば、9〜15°の唇角を備えた90〜118°のドリルビットは、ほとんどの熱可塑性に適しています（アクリルの場合、0°レーキを使用してください）。
適切なドリルビットを選択して、簡単なチップ排出を確保してください。
冷却システムを使用して、加工プロセス中により生成されるより多くの生成を軽減します。
ダメージなしでCNCドリルを削除するには、掘削深度が3〜4回未満であることを確認してください。ドリルの直径。また、ドリルが材料をほぼ終了したときに、飼料速度を下げます。
プラスチック製造の代替
CNCプラスチック部品の機械加工は別として、他の迅速なプロトタイピングプロセスは代替として機能します。一般的なものは次のとおりです。
射出成形
これは、プラスチック製のワークピースを操作するための人気のある大量生産プロセスです。射出成形には、寿命などの要因に応じて、アルミニウムまたは鋼から金型の作成が含まれます。その後、溶融プラスチックがカビの空洞に注入され、冷却され、望ましい形状を形成します。
プラスチック射出成形は、実際の部品のプロトタイピングと製造の両方に適しています。それとは別に、複雑でシンプルなデザインの部品に適した費用対効果の高い方法です。さらに、射出成形部品は、追加の作業や表面処理を必要とすることはほとんどありません。
3D印刷
3D印刷は、小規模ビジネスで使用される最も一般的なプロトタイピング方法です。添加剤の製造プロセスは、ステレオリソグラフィ（SLA）、融合堆積モデリング（FDM）、およびナイロン、PLA、ABS、究極などの熱可塑性形成術に使用される選択的レーザー焼結（SLS）などの技術を含む迅速なプロトタイピングツールです。
各テクノロジーには、3Dデジタルモデルの作成と、レイヤーごとに目的の部品を構築することが含まれます。これは、プラスチックのCNC加工のようなものですが、後者とは異なり、より少ない材料の浪費が発生します。さらに、ツールの必要性を排除し、複雑なデザインの部品を作るのに適しています。
真空鋳造
真空鋳造またはポリウレタン/ウレタン鋳造には、マスターパターンのコピーを作成するためのシリコン型と樹脂が含まれます。迅速なプロトタイピングプロセスは、高品質のプラスチックの作成に適しています。さらに、コピーは、アイデアの視覚化やデザインの欠陥のトラブルシューティングに適用できます。
プラスチックCNC加工の産業用途
プラスチックCNC加工は、精度、精度、厳しい耐性などの利点のために広く適用できます。プロセスの一般的な産業用途には次のものがあります。
医療産業
現在、CNCプラスチック製造は、補綴手足や人工心臓などの医療機械加工部品の製造に適用されています。その高度の精度と再現性により、業界が必要とする厳しい安全基準を満たすことができます。さらに、無数の材料オプションがあり、複雑な形状を生成します。
自動車コンポーネント
自動車デザイナーとエンジニアの両方が、プラスチックのCNC加工を使用して、リアルタイムの自動車コンポーネントとプロトタイプを作成します。プラスチックは、燃料消費量を削減する軽量のために、ダッシュボードなどのカスタムCNCプラスチック部品を製造する際に、業界で広く適用されています。さらに、プラスチックは腐食や摩耗に耐性があり、ほとんどの自動車部品が経験しています。それとは別に、プラスチックは複雑な形に簡単に成形できます。
航空宇宙部品
航空宇宙部の製造には、高精度と厳しい許容範囲を持つ製造方法が必要です。その結果、業界は、さまざまな航空宇宙機械加工部品の設計、テスト、および構築におけるCNCの機械加工を選択します。複雑な形状、強度、軽量および高化学物質、耐熱性に適しているため、プラスチック材料が適用されます。
電子産業
電子産業は、高精度と再現性のために、CNCプラスチック製造も有利です。現在、このプロセスは、ワイヤーエンクロージャー、デバイスキーパッド、LCDスクリーンなどのCNCに加入されたプラスチック電子部品を作成するために使用されています。
プラスチックCNC加工をいつ選択するか
上記の多くのプラスチック製造プロセスから選択することは困難な場合があります。その結果、以下は、プラスチック製のCNC加工がプロジェクトのより良いプロセスであるかどうかを判断するのに役立ついくつかの考慮事項です。
タイトな許容範囲のプラスチックプロトタイプ設計の場合
CNCプラスチック加工は、緊密な許容範囲を必要とするデザインの部品を作成するためのより良い方法です。従来のCNCミリング機は、約4μmの厳しい耐性を達成できます。
プラスチックのプロトタイプには高品質の表面仕上げが必要な場合
CNCマシンは高品質の表面仕上げを提供し、プロジェクトに追加の表面仕上げプロセスが必要ない場合に適しています。これは、印刷中にレイヤーマークを残す3D印刷とは異なります。
プラスチックプロトタイプに特別な材料が必要な場合
プラスチックCNC加工を使用して、高温耐性、高強度、高耐性耐性などの特別な特性を持つものを含む、幅広いプラスチック材料から部品を生産することができます。これにより、特殊な要件を備えたプロトタイプを作成するのに理想的な選択肢になります。
製品がテスト段階にある場合
CNCの機械加工は3Dモデルに依存しており、簡単に変更できます。テスト段階では絶え間ない変更が必要なため、CNC加工により、設計者とメーカーは機能的なプラスチックプロトタイプを作成して、設計上の欠陥をテストおよびトラブルシューティングすることができます。
・経済的なオプションが必要な場合
他の製造方法と同様に、プラスチックCNC加工は、部品を費用対効果の高いものにするのに適しています。プラスチックは、金属や複合材料などの他の材料よりも費用がかかりません。さらに、コンピューターの数値制御はより正確であり、プロセスは複雑な設計に適しています。
結論
CNCプラスチック製造は、寛容な部品を作るための精度、速度、および適合性のため、産業的に広く受け入れられているプロセスです。この記事では、プロセスと互換性のあるさまざまなCNC加工材料、利用可能な手法、およびプロジェクトに役立つその他のものについて説明しています。
適切な機械加工技術を選択することは非常に困難な場合があり、プラスチックのCNCサービスプロバイダーに外注する必要があります。 Guanshengでは、カスタムプラスチックCNC加工サービスを提供しており、要件に基づいてプロトタイプまたはリアルタイム使用のためにさまざまなパーツを作成するのに役立ちます。
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投稿時間：11月13日 - 2023年