Zašto se plastika topi na CNC glodalici – tri temeljna uzroka
Taljenje plastike obično se može pripisati nekoliko praktičnih uzroka. To je predvidljiv rezultat jednog ili više od ove tri temeljna uzroka. Identificirajte koji se odnosi na vašu postavku prije podešavanja parametara.
1. RPM previsok, brzina posuvaja preniska
Ovo je čest uzrok taljenja. Kada se vreteno vrti brzinom 24000 RPM, ali je brzina posuvaja spora (na primjer, 1000 mm/min s alatom s 2 nareza), opterećenje strugotine iznosi samo 0.021 mm po zubu. Rezni rub se trlja o plastiku umjesto da oblikuje čistu strugotinu, pa toplina trenja ostaje blizu reza umjesto da ode sa strugotinom.
Rješenje: Povećajte brzinu posuvaja kako biste postigli opterećenje strugotine od 0.05-0.15 mm po zubu za akril, 0.08-0.20 mm za polikarbonat. Ako vaša mašina ne može postići dovoljnu brzinu posuvaja, smanjite RPM vretena umjesto toga.
2. Pogrešna geometrija reznog alata – korištenje višekrakih glodala za rezanje metala
Glodalo s 4 nareza dizajnirano za aluminij ima plitke nareze s minimalnim prostorom za odvodnju strugotine. U plastičnim materijalima strugotina se gura u te plitke nareze, stapa se od topline i zavaruje za alat. Alat postaje cilindar zagrijan trenjem koji se vrti u rastaljenoj plastici.
Rješenje: Koristite jednokraka (O-žlijeb) glodala s uzlaznim rezom dizajnirana posebno za plastiku. Jedan veliki narez pruža maksimalan prostor za odvodnju strugotine i najkraće vrijeme kontakta između reznog ruba i materijala.
3. Tupi rezni rubovi
Tup alat zahtijeva više sile za sječenje plastike. Dodatna sila se izravno pretvara u toplinu. Plastika se topi na reznom rubu, kontaminira narez i ubrzava proces tupljenja u povratnoj sprezi.
Rješenje: Zamijenite ili naoštrite alate pri prvom znaku povećane buke pri rezanju, nejasne kvalitete ruba ili prianjanja materijala na alat. Za akril, karbidni alati obično traju 50-100 sati vremena rezanja prije nego što je degradacija oštrice značajna.
formula opterećenja strugotine: jedina jednadžba koja sprječava taljenje
Posmak po zubu – debljina materijala koju ukloni svaki rezni rub po okretu – je najvažniji pojedinačni parametar u obradi plastike. Ako je prenizak, alat se trlja. Ako je previsok, alat puca. U optimalnom području, rub reže čisto i strugotina odvodi toplinu.
Posmak po zubu (mm/zub) = brzina posmaka (mm/min) / (RPM x Broj zubaca)
Primjer: 24000 RPM, alat s 2 zubaca, posmak 3000 mm/min daje posmak po zubu od 3000 / (24000 x 2) = 0.0625 mm/zub. To je prihvatljivo za akril. Pri 1000 mm/min posmak po zubu je 1000 / (24000 x 2) = 0.021 mm/zub – prenisko, će se otopiti.
Ciljani rasponi posmaka po zubu prema vrsti plastike
| Materijal | Raspon posmaka po zubu |
|---|---|
| Akril (PMMA) | 0.05-0.12 mm/zub |
| Polikarbonat (PC) | 0.08-0.18 mm/zub |
| HDPE / PP | 0.10-0.25 mm/zub |
| ABS | 0.06-0.15 mm/zub |
| POM (Delrin) | 0.08-0.20 mm/zub |
| Najlon (PA6) | 0.08-0.18 mm/zub |
Preporučeni parametri brzine i posmaka prema materijalu
Polazni parametri za karbidne alate s jednim zupcem promjera 6 mm. Prilagodite brzinu posmaka +/-20% ovisno o krutosti vašeg stroja i promatranom stvaranju strugotine. Sve vrijednosti podrazumijevaju alat s jednim zupcem za rezanje prema gore (uzlazno glodalo) osim ako nije drugačije naznačeno.
| Materijal | RPM | Posmak | DOC | Opterećenje čipom | Alat | Napomene |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Akril (PMMA) – lijevani | 18000-24000 | 2500-4500 mm/min | 2-4 mm | 0.05-0.12 mm | Jednokrilni karbidni s rezom prema gore | Lijevani akril reže čišće nego ekstrudirani. Smanjite RPM 20% za ekstrudirani akril – omekšava na nižoj temperaturi. |
| Polikarbonat (PC) | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.08-0.18 mm | Jednokrilni s rezom prema gore, polirano krilo | PC je tvrđi i otporniji na toplinu od akrila, ali stvara nitaste čipove. Polirana krila smanjuju prianjanje čipova. nije koristite rashladno sredstvo – PC je osjetljiv na naponsko pucanje od nekih rashladnih sredstava. |
| HDPE (Polietilen visoke gustoće) | 12000-18000 | 3000-5000 mm/min | 3-6 mm | 0.10-0.25 mm | Jednokrilni s rezom prema gore ili 2-krilni ravni | HDPE je oprostiv – omekšava, ali je obično oprostiviji nego akril ili polikarbonat. Moguće su veće brzine posmaka i dublji rezovi. Glavna briga je evakuacija čipa. |
| ABS | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.06-0.15 mm | Jednokrilni s rezom prema gore | ABS se topi pri ~200 C. Zadržite pomak po zubu iznad 0.06 mm/zub. Ako je kvaliteta ruba loša, pokušajte s hlađenjem komprimiranim zrakom usmjerenim na zonu rezanja. |
| POM (Delrin / Acetal) | 12000-18000 | 2500-4000 mm/min | 2-5 mm | 0.08-0.20 mm | Jednooštrica ili 2-oštrica uzlazno glodalo | POM se izvrsno strojno obrađuje oštrim alatima. Čipovi su hrskavi i lako se evakuiraju. Izbjegavajte prekomjerno RPM – POM omekšava pri ~165 C. |
| Najlon (PA6) | 12000-16000 | 2000-3500 mm/min | 2-4 mm | 0.08-0.18 mm | Jednooštrica uzlazno glodalo, polirana | Najlon je higroskopan – vlaga u materijalu pretvara se u paru na rubu rezanja, što uzrokuje hrapave površine. Osušite materijal prije obrade ako je moguće. |
Strategije hlađenja za obradu plastike
Hlađenje plastike različito je od metala. Cilj je prvo evakuacija čipova, a zatim kontrola temperatura. Obilno hlađenje stvara više problema nego što rješava.
Mlaz komprimiranog zraka – dobro za većinu plastika
Usmjerite fokusiranu mlaznicu zraka na sučelje alat-materijal. Zrak uklanja čipove iz zone rezanja (čipovi odnose toplinu sa sobom) i pruža određeno konvektivno hlađenje. Koristite tlak zraka 0.3-0.5 MPa. Ovo je preferirana metoda za akril i PC – nema rizika od kemijske interakcije ili toplinskog šoka.
Podmazivanje maglom (MQL) – izvrsno, ali koristite s oprezom
Vrlo fina maglica rashladne tekućine topive u vodi poboljšava kvalitetu površine kod nekih plastika i značajno produljuje vijek alata. Međutim: (1) Neke plastike (PC, ABS) mogu puknuti od naprezanja zbog određenih kemijskih sastava hladnog sredstva – prvo testirajte na otpadu, (2) Maglica mora biti zaista fina – kapljice, ne raspršivanje, (3) Nikada ne koristite maglicu na najlonu – upija vodu i nabubri.
Obilno hlađenje – nije preporučeno za plastike
Obilno hlađenje je pretjerano za plastike i uvodi probleme: toplinski šok (hladno rashladno sredstvo na vrućoj plastici = pucanje), upijanje materijala i bubrenje te kontaminacija obratka. Rezervirajte obilno hlađenje za metale. Za parametre rezanja optimizirane za obojene metale, pogledajte naš vodič za obradu aluminija i mjedi. Za plastike, ako zrak i maglica nisu dovoljni, potrebno je podešavanje parametara rezanja, a ne više hladnog sredstva.
Vodič za odabir alata za plastike
Pravilna geometrija alata jednako je važna kao i ispravni parametri. Ove četiri karakteristike alata izdvajaju alate za rezanje plastike od alata opće namjene.
Geometrija s jednim perom (O-pero)
Maksimalan prostor za odvod strugotine. Jedno rezno pero stvara polovicu topline u usporedbi s 2-perom pri istom RPM. Veliko otvoreno pero sprječava nabijanje strugotine i ponovno rezanje.
Najbolje za: svi plastike – ovo je zadani izbor za glodanje termoplastike.
Polirana površina pera
Zrcalno polirano pero smanjuje trenje između strugotine i alata. Strugotina klizi van umjesto da se lijepi. Neophodno za materijale koji postaju ljepljivi pri zagrijavanju (PC, ABS, akril).
Najbolje za: Polikarbonat, ABS i bilo koji materijal koji pokazuje lijepljenje strugotine na standardnim alatima.
Smjer uzlazne spirale
Alati s uzlaznim rezom izvlače strugotinu prema gore iz reza, dalje od površine materijala. To sprječava ponovno rezanje i ponovno zagrijavanje strugotine. Alati s silaznim rezom guraju strugotinu u rez i obično su loš izbor za plastiku osim ako specifič zahtjev za kvalitetom ruba ne opravdava testiranje.
Najbolje za: svi plastike – uzlazno glodalo je standard za odvod strugotine. Koristite kompresijsku (gore/dolje) spiralu samo za laminirane materijale ili kada moraju biti bez strugotine i gornji i donji rub.
Oštra rezna oštrica (bez honiranja)
Alati za metal često imaju blago zaobljenu oštricu (honiranje) kako bi se povećala čvrstoća oštrice. Za plastiku oštrica mora biti što oštrija – honirana oštrica gura materijal u stranu umjesto da ga siječe, čime stvara višak topline.
Najbolje za: Sve plastike. Navedite „oštra oštrica“ ili „za plastiku“ prilikom naručivanja prilagođenih alata. pregledajte rubovi ispod povećanje – bilo koji vidljiv rounding means taj alat je tup.
Koje ATC postave vretena najbolje odgovaraju routiranju plastike?
Za radionice s miješanim materijalima kojima je potrebna praktična automatska izmjena alata, Model A BT30 3.5 kW ATC vreteno pokriva plastiku, drvo i lakši aluminij na jednom routeru s tijelom vretena 100 mm.
Za kupce precizne plastike kojima su prioritet kvaliteta ruba, kontrola trzaja i ponovljivost pri brzim završnim prolazima, Model C HSK40E 3.5 kW ATC vreteno je prava platforma.
Obrada plastike FAQ
Zašto jednorezni alat radi bolje od 2-reznog alata za plastiku?
Jednorezni alat ima jednu reznu oštricu i jedan veliki kanal za odvod strugotine. Pri 24000 RPM, rezna oštrica dodiruje materijal 400 puta u sekundi. 2-rezni alat dodiruje 800 puta u sekundi – pola posmaka po zubu, dvostruka toplina trenja. Dizajn jednoreznog alata daje svakoj strugotini više vremena za formiranje i više prostora za evakuaciju, odvodeći toplinu iz zone rezanja. Kod plastike, odvod strugotine je upravljanje toplinom.
Što ako moj stroj ne može postići preporučene brzine posmaka?
Ako je maksimalna brzina posmaka vašeg CNC glodalice ograničena (npr. 2000 mm/min), proporcionalno smanjite brzinu vretena RPM kako biste zadržali ciljani posmak po zubu. Primjer: za akril s jednoreznim alatom pri posmaku po zubu 0.08 mm, umjesto 24000 RPM pri 1920 mm/min, koristite 12000 RPM pri 960 mm/min. Stopa uklanjanja materijala je niža, ali kvaliteta reza bit će mnogo bolja nego pri radu s 24000 RPM pri nedovoljnoj brzini posmaka.
Kako da znam jesam li otopio plastiku ili samo dobio grubi rez?
Taljenje uzrokuje: (1) vidljivi rastopljeni greben ili burr uz gornji rub reza, (2) plastiku koja se stopila s reznim rubovima alata (provjerite nakon rezanja), (3) sjajnu, ponovno stvrdnutu površinu unutar utora reza, te (4) slatkast ili oštar miris (gorući akril ima prepoznatljiv miris). Grubi, ali netaljeni rez ima mat ili satiniran izgled s vidljivim tragovima alata — to ukazuje na vibracije ili radijalno bacanje, a ne na taljenje.