Mengapa plastik meleleh pada router CNC – tiga penyebab utama
Pelelehan plastik biasanya dapat ditelusuri ke beberapa penyebab praktis. Ini adalah hasil yang dapat diprediksi dari satu atau lebih dari tiga penyebab utama ini. Identifikasi mana yang berlaku untuk pengaturan Anda sebelum menyesuaikan parameter.
1. RPM terlalu tinggi, kecepatan umpan terlalu rendah
Ini adalah penyebab umum pelelehan. Ketika spindel berputar pada 24000 RPM tetapi kecepatan umpan lambat (misalnya, 1000 mm/menit dengan alat 2-alur), beban serpih hanya 0.021 mm per gigi. Tepi potong menggosok plastik alih-alih membentuk serpih yang bersih, sehingga panas gesekan tetap berada di dekat potongan alih-alih keluar bersama serpih.
Perbaikan: Tingkatkan kecepatan umpan untuk mencapai beban serpih 0.05-0.15 mm per gigi untuk akrilik, 0.08-0.20 mm untuk polikarbonat. Jika mesin Anda tidak dapat mencapai kecepatan umpan yang cukup, kurangi RPM spindel sebagai gantinya.
2. Geometri pemotong yang salah – menggunakan end mill pemotong logam multi-alur
End mill 4-alur yang dirancang untuk aluminium memiliki alur dangkal dengan ruang evakuasi serpih minimal. Pada plastik, serpih mengemas ke dalam alur dangkal ini, menyatu karena panas, dan mengelas diri ke pemotong. Alat menjadi silinder yang dipanaskan oleh gesekan yang berputar dalam plastik meleleh.
Perbaikan: Gunakan mata router upcut satu-alur (O-flute) yang dirancang khusus untuk plastik. Satu alur besar memberikan ruang evakuasi serpih maksimum dan waktu kontak terpendek antara tepi potong dan material.
3. Tepi potong tumpul
Pemotong tumpul membutuhkan lebih banyak gaya untuk menggeser plastik. Gaya ekstra langsung berubah menjadi panas. Plastik meleleh di tepi potong, mengotori alur, dan mempercepat proses penumpulan dalam lingkaran umpan balik.
Perbaikan: Ganti atau asah pemotong pada tanda pertama peningkatan kebisingan pemotongan, kualitas tepi yang kabur, atau adhesi material ke alat. Untuk akrilik, alat karbida biasanya bertahan 50-100 jam waktu pemotongan sebelum degradasi tepi signifikan.
Rumus beban serpih: satu persamaan yang mencegah pelelehan
Beban serpihan – ketebalan material yang dihilangkan oleh setiap mata potong per putaran – adalah parameter paling penting dalam pemesinan plastik. Terlalu rendah, dan alat akan menggesek. Terlalu tinggi, dan alat akan patah. Pada titik optimal, mata potong memotong dengan bersih dan serpihan membawa panas keluar.
Beban Serpihan (mm/gigi) = Laju Umpan (mm/menit) / (RPM x Jumlah Alur)
Contoh: 24000 RPM, alat 2-alur, umpan 3000 mm/menit menghasilkan beban serpihan 3000 / (24000 x 2) = 0.0625 mm/gigi. Ini dapat diterima untuk akrilik. Pada 1000 mm/menit, beban serpihan adalah 1000 / (24000 x 2) = 0.021 mm/gigi – terlalu rendah, akan meleleh.
Rentang beban serpihan target berdasarkan jenis plastik
| Material | Rentang Beban Serpihan |
|---|---|
| Akrilik (PMMA) | 0.05-0.12 mm/gigi |
| Polikarbonat (PC) | 0.08-0.18 mm/gigi |
| HDPE / PP | 0.10-0.25 mm/gigi |
| ABS | 0.06-0.15 mm/gigi |
| POM (Delrin) | 0.08-0.20 mm/gigi |
| Nilon (PA6) | 0.08-0.18 mm/gigi |
Parameter kecepatan dan umpan yang direkomendasikan berdasarkan material
Parameter awal untuk alat karbida satu alur berdiameter 6 mm. Sesuaikan laju umpan +/-20% berdasarkan kekakuan mesin dan pembentukan serpihan yang diamati. Semua nilai mengasumsikan alat upcut satu alur kecuali disebutkan lain.
| Material | RPM | Umpan | DOC | Beban Serpihan | Pahat | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Akrilik (PMMA) – cor | 18000-24000 | 2500-4500 mm/menit | 2-4 mm | 0.05-0.12 mm | Karbida upcut satu gigi | Akrilik cor memotong lebih bersih daripada akrilik ekstrusi. Kurangi RPM 20% untuk akrilik ekstrusi – ia melunak pada suhu yang lebih rendah. |
| Polikarbonat (PC) | 14000-18000 | 2000-3500 mm/menit | 1.5-3 mm | 0.08-0.18 mm | Upcut satu gigi, flute dipoles | NOT gunakan pendingin – PC rentan terhadap retak tegangan dari beberapa pendingin. |
| HDPE (Polietilena Berdensitas Tinggi) | 12000-18000 | 3000-5000 mm/menit | 3-6 mm | 0.10-0.25 mm | Upcut satu gigi atau lurus 2-flute | HDPE mudah ditoleransi – ia melunak tetapi biasanya lebih mudah ditoleransi daripada akrilik atau polikarbonat. Kecepatan umpan yang lebih tinggi dan potongan yang lebih dalam dimungkinkan. Evakuasi serpihan adalah perhatian utama. |
| ABS | 14000-18000 | 2000-3500 mm/menit | 1.5-3 mm | 0.06-0.15 mm | Upcut satu gigi | ABS meleleh pada ~200°C. Jaga beban chip di atas 0.06 mm/gigi. Jika kualitas tepi buruk, coba pendinginan udara bertekanan yang diarahkan ke zona pemotongan. |
| POM (Delrin / Asetal) | 12000-18000 | 2500-4000 mm/menit | 2-5 mm | 0.08-0.20 mm | Satu flute atau 2-flute upcut | POM dapat dikerjakan dengan indah menggunakan alat potong tajam. Serpihan chipnya renyah dan mudah dikeluarkan. Hindari RPM berlebihan – POM melunak pada ~165°C. |
| Nilon (PA6) | 12000-16000 | 2000-3500 mm/menit | 2-4 mm | 0.08-0.18 mm | Single-flute upcut, dipoles | Nilon bersifat higroskopis – kelembaban dalam material berubah menjadi uap di ujung potong, menyebabkan permukaan kasar. Keringkan material sebelum pemesinan jika memungkinkan. |
Strategi pendinginan untuk pemesinan plastik
Pendinginan untuk plastik berbeda dengan logam. Tujuannya adalah pembuangan chip terlebih dahulu, kontrol suhu kedua. Coolant banjir menimbulkan lebih banyak masalah daripada menyelesaikannya.
Semburan udara bertekanan – Baik untuk kebanyakan plastik
Arahkan nosel udara terfokus ke antarmuka alat-bahan. Udara menghilangkan chip dari zona pemotongan (chip membawa panas bersama mereka) dan memberikan sedikit pendinginan konvektif. Gunakan tekanan udara 0.3-0.5 MPa. Ini adalah metode yang disukai untuk akrilik dan PC – tidak ada risiko interaksi kimia atau kejutan termal.
Lubrikasi kabut (MQL) – Sangat baik tetapi gunakan dengan hati-hati
Kebut yang sangat halus dari coolant larut air meningkatkan kualitas permukaan pada beberapa plastik dan secara dramatis memperpanjang umur alat. Namun: (1) Beberapa plastik (PC, ABS) dapat retak karena tegangan dari kimia coolant tertentu – uji pada potongan bekas terlebih dahulu, (2) Kebut harus benar-benar halus – tetesan kecil, bukan semprotan, (3) Jangan pernah menggunakan kabut pada nilon – nilon menyerap air dan membengkak.
Coolant banjir – TIDAK direkomendasikan untuk plastik
Coolant banjir berlebihan untuk plastik dan menimbulkan masalah: kejutan termal (coolant dingin pada plastik panas = retak), penyerapan material dan pembengkakan, serta kontaminasi benda kerja. Cadangan coolant banjir untuk logam. Untuk parameter pemotongan yang dioptimalkan untuk logam non-besi, lihat [panduan pemesinan aluminium dan kuningan](/id/atc-spindle-guides/atc-spindle-machining-aluminum-brass-cnc-router/). Untuk plastik, jika udara dan kabut tidak mencukupi, parameter pemotongan perlu penyesuaian, bukan lebih banyak coolant.
Panduan pemilihan alat untuk plastik
Geometri alat yang tepat sama pentingnya dengan parameter yang tepat. Keempat karakteristik alat ini membedakan alat pemotong plastik dari alat serbaguna.
Geometri satu alur (O-flute)
Ruang evakuasi serpihan maksimum. Satu ujung potong menghasilkan setengah panas dari alur 2 pada RPM yang sama. Alur terbuka yang besar mencegah penumpukan serpihan dan pemotongan ulang.
Terbaik untuk: Semua plastik – ini adalah pilihan default untuk routing CNC pada termoplastik.
Permukaan alur yang dipoles
Alur dengan polesan cermin mengurangi gesekan antara serpihan dan alat. Serpihan meluncur keluar, bukan menempel. Penting untuk material yang menjadi lengket saat dipanaskan (PC, ABS, akrilik).
Terbaik untuk: Polikarbonat, ABS, dan material apa pun yang menunjukkan adhesi serpihan pada alat standar.
Arah spiral upcut
Alat upcut menarik serpihan ke atas keluar dari potongan, menjauh dari permukaan material. Ini mencegah serpihan dipotong ulang dan dipanaskan kembali. Alat downcut mendorong serpihan ke dalam potongan dan biasanya merupakan pilihan yang buruk untuk plastik kecuali jika persyaratan tepi tertentu memerlukan pengujian.
Terbaik untuk: Semua plastik – upcut adalah standar untuk evakuasi serpihan. Gunakan spiral kompresi (up/down) hanya untuk material laminasi atau ketika kedua tepi atas dan bawah harus bebas serpihan.
Ujung potong tajam (zero honing)
Alat untuk logam sering kali memiliki pengasah tepi kecil untuk meningkatkan kekuatan tepi. Untuk plastik, tepi harus setajam mungkin – tepi yang diasah mendorong material ke samping, bukan memotongnya, sehingga menghasilkan panas berlebih.
Terbaik untuk: Semua plastik. Sebutkan “tepi tajam” atau “untuk plastik” saat memesan alat khusus. Periksa tepi di bawah perbesaran – adanya pembulatan yang terlihat berarti alat tumpul.
Pengaturan spindel ATC mana yang paling cocok untuk routing plastik
Untuk bengkel material campuran yang membutuhkan penggantian alat otomatis yang praktis, Spindel Model A BT30 3.5 kW ATC mencakup plastik, kayu, dan aluminium ringan pada satu router dengan bodi spindel 100 mm.
Untuk pembeli plastik presisi yang mengutamakan hasil akhir tepi, kontrol runout, dan pengulangan pada lintasan finishing berkecepatan tinggi, Spindel Model C HSK40E 3.5 kW ATC adalah platform yang tepat.
Pemesinan plastik FAQ
Mengapa single-flute bekerja lebih baik daripada 2-flute untuk plastik?
Sebuah alat single-flute memiliki satu sisi potong dan satu saluran evakuasi serpihan besar. Pada 24000 RPM, sisi potong menyentuh material sebanyak 400 kali per detik. Alat 2-flute menyentuh 800 kali per detik – setengah beban serpihan per gigi, dua kali lipat panas gesekan. Desain single-flute memberikan setiap serpihan lebih banyak waktu untuk terbentuk dan lebih banyak ruang untuk dievakuasi, membawa panas keluar dari zona pemotongan. Untuk plastik, evakuasi serpihan adalah manajemen panas.
Bagaimana jika mesin saya tidak dapat mencapai kecepatan pemakanan yang direkomendasikan?
Jika kecepatan pemakanan maksimum router CNC Anda terbatas (misalnya, 2000 mm/menit), kurangi RPM spindel secara proporsional untuk mempertahankan target beban serpihan. Contoh: untuk akrilik dengan alat single-flute pada beban serpihan 0.08 mm, alih-alih 24000 RPM pada 1920 mm/menit, gunakan 12000 RPM pada 960 mm/menit. Laju pembuangan material lebih rendah, tetapi kualitas potongan akan jauh lebih baik daripada menjalankan 24000 RPM pada kecepatan pemakanan yang tidak mencukupi.
Bagaimana saya tahu apakah saya melelehkan plastik atau hanya mendapatkan potongan kasar?
Pelelehan menghasilkan: (1) tonjolan atau geram meleleh yang terlihat di sepanjang tepi atas potongan, (2) plastik yang menyatu pada sisi potong alat (periksa setelah pemotongan), (3) permukaan mengkilap yang membeku kembali di dalam alur potongan, dan (4) bau manis atau tajam (bau akrilik yang terbakar khas). Potongan kasar tetapi tidak meleleh memiliki tampilan buram atau matte dengan bekas alat yang terlihat – ini menunjukkan getaran atau runout, bukan pelelehan.