Akrylové a polykarbonátové CNC obrábění

Akrylové a polykarbonátové CNC obrábění

Obecné vlastnosti a aplikace akrylového a polykarbonátu, včetně požadavků na CNC obrábění akrylového a polykarbonátu, a pokud je nejvhodnější použít akrylový nebo polykarbonát v konkrétní aplikaci.

Co je akryl?

Akrylový nebo polymethylmethakrylát (PMMA) je čirý termoplastický, který se běžně používá jako alternativa ke sklu. Ve srovnání se sklem je akryl lehčí, tvrdší a odolnější vůči UV záření. Optická jasnost společnosti Acrylic je ideální pro čočky, vitríny, akvária a další.

Akryl se vyrábí buď v odlitkové formě nebo extrudované formě, přičemž obsazení formy je vhodnější pro zpracování kvůli jeho vyššímu bodu tání a rigiditě, i když s vyššími náklady. Extrudovaný akryl je flexibilnější a vhodnější pro ohýbání nebo formování operací.

Vlastnosti akrylu

Zde je několik klíčových vlastností akrylu:

Optická transparentnost: Akryl má vynikající optickou transparentnost, s viditelným přenosem světla až 92 % a přenosem UV světla 72 %. Pro srovnání, sklo má přenos světla mezi 80 a 90 %.

Chemická rezistence: Akryl je rezistentní na širokou škálu chemikálií, včetně kyselin anorganových, paliv, olejů a alifatických uhlovodíků. Alkoholy a organická rozpouštědla však mohou poškodit akrylové části, což způsobuje, že se rozmazávají, prasknou nebo rozpustí.

UV rezistence: Akryl je nejen odolný vůči sníženému UV propuštění, ale také k dlouhodobému vystavení UV záření. Na rozdíl od jiných transparentních plastů, jako je PVC nebo nemodifikovaný polykarbonát, akryl nevědí a udržuje svou optickou jasnost, když je vystaven UV světlu po delší dobu.

Lehký: Akryl je o 50% lehčí než sklo, což z něj činí ideální náhradu skleněných aplikací v aplikacích citlivých na hmotnost.

Snadno poškrábatelné: Akryl není rezistentní vůči škrábancem a je snadno poškozen, takže akrylové listy jsou často potaženy filmem odolným proti poškrábání. Toto ošetření je však nepraktické, pokud je část CNC obrobena.

Slabá houževnatost: Akryl není ani zvlášť tvrdý, ani odolný vůči dopadu. Pokud je vyžadována houževnatost, doporučuje se polykarbonát nebo jiné materiály.

Při určování nejlepšího materiálu, který se má použít pro akrylový nebo polykarbonát, by měly být výše uvedené vlastnosti zváženy, aby se zajistila přizpůsobení potřebám konkrétní aplikace.

Co je to polykarbonát?

Polykarbonát je čistý, vysoce pevný inženýrský termoplastický, běžně používaný v aplikacích, které vyžadují průhlednost a houževnatost. Na rozdíl od akrylu může být polykarbonát ohýbán do vysokého stupně bez praskání.

CNC obrobené polykarbonátové díly, jako jsou čočky brýlí a diagnostické laboratorní zařízení, se používají v různých aplikacích, které se spoléhají na jejich jasnost a houževnatost. Pokud nosíte brýle, čočky jsou s největší pravděpodobností vyrobeny z polykarbonátu, nikoli „skla“ a byly od 80. let.

Vlastnosti polykarbonátu

Polykarbonát vyniká pro svou houževnatost, zpracovatelnost a odolnost proti teplu, je však ovlivněn UV zářením a má špatnou odolnost proti poškrábání. Zde jsou některé z klíčových vlastností polykarbonátu:

Optická jasnost: Polykarbonát má rychlost přenosu světla 90 %, mírně nižší než 92 % Acrylic, ale stále o něco lepší než sklo. Polykarbonát také blokuje UV záření.

Vysoká houževnatost: Polykarbonát je tvrdý materiál, který je vysoce odolný vůči nárazovým zatížením a je schopen absorbovat šoky bez rozbití. Vzhledem k jeho houževnatosti se polykarbonát používá v neprůstřelných oknech.

Požární odolný: Polykarbonát je odolný vůči plameni a nebude hořet, když je vystaven otevřenému plamene, a materiál je samo-exakující, tj. Polykarbonát nebude hořet, když je vystaven otevřenému plamene a přestane hoří, když je plamen odstraněn. Konkrétně má polykarbonát hodnocení retarózy B1, což znamená, že je „nízká“ hořlavá.

Obsahuje BPA (S): Některé stupně polykarbonátu obsahují bisfenol A (BPA), a proto by se neměly používat v kontejnerech potravin; Vytápění polykarbonátu urychluje uvolňování BPA. Tato chemikálie byla spojena s řadou nepříznivých zdravotních účinků, jako je rakovina a reprodukční poškození, ale jsou k dispozici také varianty polykarbonátu bez BPA (např. Tritan).

Špatná rezistence na UV záření: Polykarbonát není odolný vůči UV záření, takže v průběhu času bude plast žlutý a povrch bude poškozen UV zářením. UV stabilizátory mohou být přidány k polykarbonátu, aby se zabránilo žloutnutí a křehkosti v důsledku expozice UV.

Špatná odolnost proti poškrábání: Ačkoli je polykarbonát tvrdý plast, je méně odolný proti poškrábání než akryl. Výsledkem je, že je často nutné použít povlak odolný vůči škrábancům, jako je oxid křemičitý nebo titanový oxid, což může být pro geometricky složité části náročné kvůli složitosti vakuového procesu.

Obrábění akrylového a polykarbonátu

Řezací nástroje

Při obrábění akrylu a polykarbonátu je důležité použít nástroje ostré řezné nástroje k omezení tření mezi nástrojem a součástí. Tuté vrtáky mohou způsobit roztavení plastu v důsledku tepla generovaného třením a vytvořením povlaku.

Obvykle jsou nástroje pro termoplasty upřednostňovány nástroje karbidu wolframu, ale nástroje polykrystalického diamantu (PCD) poskytují nejlepší výsledky. Horní řezací šroubové nástroje s jedním nebo dvěma spirálovými flétny jsou často nejlepšími nástroji pro frézování akrylového a polykarbonátu, protože nabízejí vysoké rychlosti odstraňování materiálu, jsou velmi ostré a nezanechávají otřepy na obráběné části. Multi-flute nástroje mohou vést k hromadění čipů v dírách a flétny a přilnavosti materiálu k řeznému nástroji. Pro vrtné operace je preferován ostrý 135 stupňový úhel vrtáku.

Upínání

Polykarbonát i akryl se mohou osnovit, pokud jsou svorky příliš těsné, protože způsobuje, že se část během obrábění vyboulí. Po odstranění ze stroje se materiál vrátí zpět, což způsobí, že funkce je mimo toleranci. Pokud však mechanické upnutí není ideální, může vakuový stůl držet materiál na místě. Alternativně může oboustranná páska držet tenčí desky na místě na stroji, ačkoli zbytky pásky lze obtížně odstranit.

Rychlost a krmivo

Přesné rychlosti a krmiva pro obrábění polykarbonátu a akrylu závisí na řadě faktorů, včetně typu stroje, typu části a příslušenství. Polykarbonát a akryl však musí být řezáni při vysokých vřetenových rychlostech (až 18 000 ot / min) a vysoká rychlost krmiva se také upřednostňují, protože pomalé rychlosti krmiva mohou materiál roztavit.

Polykarbonát má vyšší teplotu tání než akryl, takže je méně pravděpodobné, že se roztaví při nízkých rychlostech a krmivech a někdy polykarbonát preferuje pomalejší krmivy. Akryl má tendenci snadněji čip, zatímco polykarbonát je tvrdší a nečipne tak snadno.

Chlazení

Ve většině případů je stlačený vzduch dostačující k ochlazení akrylových i polykarbonátových částí během obrábění. Hodně však závisí na rychlosti, krmivech a typu řezné operace. Pokud je vyžadováno ponoření nebo atomizované chlazení, použijte chladicí kapalinu na bázi vody, protože chladicí kapaliny obsahující organická rozpouštědla mohou poškodit díly, zejména akrylové.

Volby na akrylové vs. polykarbonátové CNC obrábění

Při výběru akrylového vs. polykarbonátu pro obrábění CNC se rozhodnutí liší v závislosti na řadě faktorů. Například aplikace vyžadující zvýšenou houževnatost, vyšší odolnost proti teplu a dobrá optická jasnost jsou vhodnější pro polykarbonát.

Akryl je o něco lepší z hlediska optické čistoty a je vhodnější pro aplikace, kde je primárním faktorem konstrukce jasnost. Oba materiály se snadno stroje za předpokladu, že rychlosti a krmiva jsou relativně vysoké. V některých případech mohou být vyžadovány leštící operace následného zpracování, zejména pokud je požadována optická transparentnost.