Miks plastid sulavad CNC routeril – kolm põhjust
Plasti sulamine on tavaliselt jälitatav mõne praktilise põhjuseni. See on ühe või mitme neist kolmest juurpõhjusest tulenev ennustatav tulemus. Tuvasta, milline neist kehtib sinu seadistuse korral, enne parameetrite kohandamist.
1. RPM liiga kõrge, etteandekiirus liiga madal
See on levinud sulamise põhjus. Kui pinn pöörleb 24000 RPM juures, kuid etteandekiirus on aeglane (näiteks 1000 mm/min 2-labaga tööriistaga), on laastukoormus vaid 0.021 mm hamba kohta. Lõiketera hõõrub plast vastu suutmatagi puhast laastu moodustada, seega hõõrdumise soojus jääb lõike lähedusse selle asemel, et laastuga lahkuks.
Fix: Suurenda etteandekiirust, et saavutada laastukoormus 0.05-0.15 mm hamba kohta akrüülile, 0.08-0.20 mm polükarbonaadile. Kui sinu masin ei suuda piisavat etteandekiirust tagada, vähenda selle asemel pinn RPM.
2. Valesti valitud lõikuri geomeetria – mitme labaga metallilõikamiseks mõeldud otsafreeside kasutamine
4-labaga otsafrees, mis on disainitud alumiiniumile, omab madalaid lõikeuurdeid minimaalse laastueemaldusruumiga. Plastis pakitud laastud nendesse madalatesse lõikeuurdeisse, sulavad kokku soojusest ja keevituvad lõikuri külge. Tööriist muutub hõõrdumisega kuumutatud silindriks, mis pöörleb sulanud plastis.
Fix: Kasuta ühe labaga (O-flute) üleslõikavaid freesiotsi, mis spetsiaalselt plastidele mõeldud. Üksik suur lõikeuurd tagab maksimaalse laastueemaldusruumi ja lühima kontaktiaja lõiketera ja materjali vahel.
3. Tuhmid lõiketerad
Tuhm frees nõuab plastilõikamiseks rohkem jõudu. Lisajõud muutub otse soojuseks. Plast sulab lõiketera juures, saastab lõikeuurde ja kiirendab tuhmumisprotsessi tagasiside ahelas.
Fix: Vaheta või terita freesid esimeste märkidega, nagu suurenenud lõikemüra, udune servakvaliteet või materjali nakkumine tööriistale. Akrüüli puhul kestavad karbiidist tööriistad tavaliselt 50-100 tundi lõikeaega enne, kui tera halvenemine märgatav.
Laastukoormuse valem: ainus võrrand, mis väldib sulamist
Laastukoormus – igale lõiketerale ühe pöörde jooksul eemaldatud materjali paksus – on kõige olulisem parameeter plastmassi töötlemisel. Liiga madal ja tööriist hõõrub. Liiga kõrge ja tööriist katkeb. Optimaalses vahemikus lõikab tera puhtalt ja laast viib soojuse ära.
Laastukoormus (mm/hammas) = Söötmiskiirus (mm/min) / (RPM x Lõiketerade arv)
Näide: 24000 RPM, 2-lõikuteraga tööriist, 3000 mm/min söötmine annab laastukoormuse 3000 / (24000 x 2) = 0.0625 mm/hammas. See on akrüülile vastuvõetav. Kiirusel 1000 mm/min on laastukoormus 1000 / (24000 x 2) = 0.021 mm/hammas – liiga madal, sulab.
Laastukoormuse sihtvahemikud plastiliikide kaupa
| Materjal | Laastukoormuse vahemik |
|---|---|
| Akrüül (PMMA) | 0.05-0.12 mm/hammas |
| Polükarbonaat (PC) | 0.08-0.18 mm/hammas |
| HDPE / PP | 0.10-0.25 mm/hammas |
| ABS | 0.06-0.15 mm/hammas |
| POM (Delrin) | 0.08-0.20 mm/hammas |
| Nylon (PA6) | 0.08-0.18 mm/hammas |
Soovitatud pöörlemiskiiruse ja söötmisparameetrid materjali järgi
Lähtepunkti parameetrid 6 mm läbimõõduga ühe lõiketeraga karbiidist tööriistadele. Reguleerige söötmiskiirust +/-20% vastavalt oma masina jäikusele ja vaadeldavale laastu moodustumisele. Kõik väärtused eeldavad ühe lõiketeraga üleslõikavat tööriista, kui pole teisiti märgitud.
| Materjal | RPM | Söötmine | DOC | Laastu koormus | Tööriist | Märkused |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Akrüül (PMMA) – valatud | 18000-24000 | 2500-4500 mm/min | 2-4 mm | 0.05-0.12 mm | Ühe teraga üleslõike karbiid | Valatud akrüül lõikub puhtamalt kui ekstrudeeritud. Vähenda RPM 20% ekstrudeeritud akrüüli puhul – see pehmeneb madalamal temperatuuril. |
| Polükarbonaat (PC) | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.08-0.18 mm | Ühe teraga üleslõike, poleeritud teraga | PC on vastupidavam ja kuumakindlam kui akrüül, kuid tekitab nööritaolisi laaste. Poleeritud terad vähendavad laastude nakkumist. NOT kasuta jahutust – PC on vastuvõtlik stressipragudele teatud jahutite mõjul. |
| HDPE (kõrgtihedusega polüetüleen) | 12000-18000 | 3000-5000 mm/min | 3-6 mm | 0.10-0.25 mm | Ühe teraga üleslõike või 2-teraga sirge | HDPE on andestav – see pehmeneb, kuid on tavaliselt andestavam kui akrüül või polükarbonaat. Kõrgemaid söötmiskiirusi ja sügavamaid lõikeid on võimalik teha. Laastude eemaldamine on peamine mure. |
| ABS | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.06-0.15 mm | Ühe teraga üleslõike | ABS sulab umbes 200 °C juures. Hoidke laastukoormust üle 0.06 mm/hammas. Kui serva kvaliteet on halb, proovige lõikepiirkonda suunatud suruõhujahutust. |
| POM (Delrin / Acetal) | 12000-18000 | 2500-4000 mm/min | 2-5 mm | 0.08-0.20 mm | Ühelabaline või 2-labaline üleslõikega | POM on suurepärane masintöödeldav teravate tööriistadega. Laastud on haprad ja evakueeruvad kergesti. Vältige liigset RPM – POM pehmeneb umbes 165 °C juures. |
| Nylon (PA6) | 12000-16000 | 2000-3500 mm/min | 2-4 mm | 0.08-0.18 mm | Ühelabaline üleslõikega, poleeritud | Nylon on hügroskoopne – materjalis olev niiskus muutub lõikeserval auruks, põhjustades karepindu. Kuivatage materjal enne töötlemist, kui võimalik. |
Jahutusstrateegiad plastide masintöötlemiseks
Plastide jahutus erineb metallidest. Eesmärk on esmalt laastude evakueerimine, teiseks temperatuuri kontroll. Ujutav jahutus tekitab rohkem probleeme kui lahendab.
Suruõhupuhu – sobiv enamikule plastidele
Suunake fokuseeritud õhupihusti tööriista-materjali liidesele. Õhk eemaldab laastud lõikepiirkonnast (laastud viivad soojuse kaasa) ja tagab teatud konvektiivse jahutuse. Kasutage 0.3-0.5 MPa õhurõhku. See on eelistatud meetod akrüüli ja PC jaoks – puudub keemilise reageerimise või termilise šoki oht.
Udusmärimine (MQL) – suurepärane, kuid kasutage ettevaatusega
Väga peen vees lahustuva jahutusvedeliku udu parandab mõne plastiku pindamist ja pikendab märkimisväärselt tööriista eluiga. Siiski: (1) Mõned plastid (PC, ABS) võivad teatud jahutusvedelike keemiast stressipraguneda – testige esmalt jääkidel, (2) Udu peab olema tõeliselt peen – piisad, mitte pihustus, (3) Ärge kasutage udu nylonil – see imab vett ja paisub.
Ujutav jahutus – NOT soovitatav plastidele
Ujutav jahutus plastide jaoks liialdus ja toob kaasa probleeme: termiline šokk (külm jahutusvedelik kuumal plastil = pragunemine), materjali imbumine ja paisumine ning töökappade saastumine. Jätke ujutav jahutus metallidele. Mitteraudmetallidele optimeeritud lõikparameetrite jaoks vaadake meie alumiinium ja messing machining juhend. Kui plastide puhul ei piisa õhust ja udutüüpi jahutusest, tuleb kohandada lõikeparameetreid, mitte lisada jahutust.
Tööriistade valiku juhend plastidele
Õige tööriista geomeetria on sama oluline kui õiged parameetrid. Need neli tööriista omadust eristavad plastikulõikamise tööriistu üldotstarbelistest tööriistadest.
Ühe labaga (O-flute) geomeetria
Maksimaalne laastu eemaldamise ruum. Üks lõikeserv vastab poolele soojusgenereerimisele 2-labaga sama RPM puhul. Suur avatud laba väldib laastude kuhjumist ja ümberlõikamist.
Parim: Kõik plastid — Vaata termoplastide CNC-freesimise vaikimisi valik.
Poleeritud laba pind
Peegelsileks poleeritud laba vähendab hõõrdumist laastu ja tööriista vahel. Laastud libisevad välja selle asemel, et kleepuda. Vajalik materjalidele, mis muutuvad kuumutamisel kleepivaks (PC, ABS, akrüül).
Best jaoks: Polükarbonaat, ABS ja iga materjal, millel esineb laastude kleepumist standardtööriistadega.
Üleslõikav spiraalsuund
Üleslõikavad tööriistad tõmbavad laastud lõikekohast ülespoole, eemal materjali pinnast. See väldib laastude ümberlõikamist ja ümberkuumenemist. Allalõikavad tööriistad suruvad laastud lõikesse ja on tavaliselt halvad valik plastidele, välja arvatud juhul, kui konkreetne serva viimistluse nõue õigustab katsetamist.
Best jaoks: Kõik plastid – üleslõige laastude eemaldamiseks tavapärane valik. Kasuta kokkusurumisspiraali (üles/alla) ainult laminaatmaterjalide puhul või kui nii ülemine kui alumine serv peavad olema laastuvabad.
Terav lõikeserv (ilma viilimiseta)
Metalli tööriistadel on sageli kerge serva viilimine serva tugevuse suurendamiseks. Plastide puhul peab serv olema võimalikult terav – viilitud serv lükkab materjali kõrvale selle asemel, et seda lõigata, genereerides üleliigset soojust.
Best jaoks: Kõik plastid. Kohandatud tööriistu tellides, märgi “terav serv” või “plastidele”. Kontrolli servi suurenduse Kõik – nähtav ümardumine tähendab, et tööriist nüri.
Millised ATC pingi seadistused sobivad plastikufreesimiseks kõige paremini?
mixed-materjal shops needing practical Automaatne tööriistavahetus, mudel A BT30 3.5 kW ATC Spindel katab plastid, puidu ja kerge alumiiniumi ühel freesmasinil 100 mm pingi kerega.
Plastide täpsustöötluse ostjatele, kes panevad rõhku serva viimistlusele, ringikõikumise kontrollile ja korratavusele kõrgekiiruseliste viimistlusläbimiste juures, mudel C HSK40E 3.5 kW ATC Spindel õige platvorm.
Plastide töötlemine FAQ
Miks ühe labaga frees sobib plastidele paremini kui 2-labaga frees?
Ühe labaga tööriistal on üks lõiketera ja üks suur laastu eemaldamise kanal. 24000 RPM juures puutub lõiketera materjaliga kokku 400 korda sekundis. 2-labaga tööriist puutub kokku 800 korda sekundis – pool laastu koormust hamba kohta, kahekordne hõõrdumise soojus. Ühe labaga disain annab igale laastule rohkem aega tekkida ja rohkem ruumi eemaldamiseks, viies soojuse lõikepiirkonnast ära. Plastide korral on laastu eemaldamine soojuse haldamine.
Mis siis, kui minu masin ei suuda saavutada soovitatud söötmiskiirusi?
Kui teie CNC routeri maksimaalne söötmiskiirus on piiratud (nt 2000 mm/min), vähendage spindli RPM proportsionaalselt, et säilitada nõutav laastu koormus. Näide: akrüüli jaoks ühe labaga tööriistaga laastu koormusega 0.08 mm kasutage 12000 RPM kiirusega 960 mm/min selle asemel, et 24000 RPM kiirusega 1920 mm/min. Materjali eemaldamise kiirus on madalam, kuid lõikekvaliteet on palju parem kui 24000 RPM käitamine ebapiisava söötmiskiirusega.
Kuidas ma tean, kas plast sulab või on tegu lihtsalt kareda lõikega?
Sulamine tekitab: (1) nähtava sulanud kühmu või aukambri lõike ülemisel serval, (2) tööriista lõikeservadele kinnitunud plasti (kontrollige pärast lõikamist), (3) läikiva, uuesti tahkunud pind lõike soones, ja (4) magusa või terava lõhna (põlev akrüül lõhnab eriliselt). Kare, kuid sulamata lõige on mati või külmaklaasilaadse välimusega koos nähtavate tööriista jälgedega — see viitab vibratsioonile või spindli jooksule, mitte sulamisele.