Kodėl plastikai ištirpsta ant CNC frezerio – trys pagrindinės priežastys
Plastiko išsilydymas paprastai yra kilęs iš kelių praktinių priežasčių. Tai yra nuspėjamas vienos ar daugiau iš šių trijų pagrindinių priežasčių rezultatas. Prieš koreguodami parametrus, nustatykite, kuri iš jų taikoma jūsų įrangai.
1. RPM per didelis, padavimo greitis per mažas
Tai dažna išsilydymo priežastis. Kai suklys sukasi 24000 RPM greičiu, bet padavimo greitis yra lėtas (pavyzdžiui, 1000 mm/min su 2 flūtės įrankiu), drožlių apkrova yra tik 0.021 mm vienam ašmeniui. Pjovimo ašmuo trinasi į plastiką užuot suformavęs švarią drožlę, todėl trinties šiluma lieka pjūvio vietoje užuot išsinešusi su drožle.
Sprendimas: Padidinkite padavimo greitį, kad pasiektumėte drožlių apkrovą 0.05-0.15 mm vienam ašmeniui akrilui, 0.08-0.20 mm polikarbonatui. Jei jūsų staklės negali pasiekti pakankamo padavimo greičio, sumažinkite suklio RPM vietoj to.
2. Neteisinga frezos geometrija – naudojamos daugiaflūtės metalo pjovimo galinės frezos
4 flūtės galinė freza, skirta aliuminiui, turi negilias flūtes su minimalia drožlių šalinimo erdve. Plastike drožlės susispaudžia į šias negilias flūtes, dėl šilumos susilieja ir prilimpa prie frezos. Įrankis tampa trinties įkaitintu cilindru, sukamu ištirpusiame plastike.
Sprendimas: Naudokite vienos flūtės (O-flūtės) aukštyn kylančio pjūvio frezas, specialiai skirtas plastikui. Viena didelė flūtė užtikrina didžiausią drožlių šalinimo erdvę ir trumpiausią kontakto laiką tarp pjovimo ašmens ir medžiagos.
3. Bukti pjovimo ašmenys
Bukai frezai reikia daugiau jėgos plastikui perkirpti. Papildoma jėga tiesiogiai virsta šiluma. Plastikas ištirpsta pjovimo ašmenyje, užteršia flūtę ir pagreitina bukėjimo procesą grįžtamojo ryšio kilpoje.
Sprendimas: Pakeiskite arba užaštrinkite frezas iškart pastebėję padidėjusį pjovimo triukšmą, neaiškius kraštų kontūrus ar medžiagos lipimą prie įrankio. Akrilui karbido įrankiai paprastai išsilaiko 50-100 valandų pjovimo laiko, kol ašmenų degradacija tampa reikšminga.
Drožlių apkrovos formulė: vienintelė lygtis, neleidžianti ištirpti
Drožlių apkrova – medžiagos storis, pašalinamas kiekvienos pjovimo briaunos per apsisukimą, – yra pats svarbiausias parametras plastiko apdirbime. Per maža, ir įrankis trinasi. Per didelė, ir įrankis lūžta. Optimaliame taške briauna pjauna švariai, o drožlė išneša šilumą.
Drožlių apkrova (mm/dant) = Padavimo greitis (mm/min) / (RPM x Flautų skaičius)
Pavyzdys: 24000 RPM, 2-flautų įrankis, 3000 mm/min padavimas duoda drožlių apkrovą 3000 / (24000 x 2) = 0.0625 mm/dant. Tai tinkama akrilui. Esant 1000 mm/min drožlių apkrova yra 1000 / (24000 x 2) = 0.021 mm/dant – per maža, ištirs.
Tikslinės drožlių apkrovos diapazonai pagal plastiko tipą
| Medžiaga | Drožlių apkrovos diapazonas |
|---|---|
| Akrilas (PMMA) | 0.05-0.12 mm/dant |
| Polikarbonatas (PC) | 0.08-0.18 mm/dant |
| HDPE / PP | 0.10-0.25 mm/dant |
| ABS | 0.06-0.15 mm/dant |
| POM (Delrin) | 0.08-0.20 mm/dant |
| Nailonas (PA6) | 0.08-0.18 mm/dant |
Rekomenduojami greičio ir padavimo parametrai pagal medžiagą
Pradiniai parametrai 6 mm skersmens vienflautėms karbido pjovimo įrankiams. Koreguokite padavimo greitį +/-20% atsižvelgdami į savo staklių standumą ir stebimą drožlių formavimąsi. Visos reikšmės yra skirtos vienflautei aukštutinio pjūvio įrankiui, nebent nurodyta kitaip.
| Medžiaga | RPM | Padavimas | DOC | Drožlių apkrova | Įrankis | Pastabos |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Akrilas (PMMA) – liejtas | 18000-24000 | 2500-4500 mm/min | 2-4 mm | 0.05-0.12 mm | Vienakampė aukštynpjovė karbidinė | Liejetas akrilas pjauna švariau nei ekstruzinis. Sumažinkite RPM 20% ekstrūziniam akrilui – jis suminkštėja žemesnėje temperatūroje. |
| Polikarbonatas (PC) | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.08-0.18 mm | Vienakampė aukštynpjovė, poliruota drožlė | PC yra kietesnis ir atsparesnis karščiui nei akrilas, tačiau gamina siūliškas drožles. Poliruotos drožlės sumažina drožlių prilipimą. NOT naudokite aušiklio – PC jautrus įtempių trūkiams nuo kai kurių aušiklių. |
| HDPE (didelio tankio polietilenas) | 12000-18000 | 3000-5000 mm/min | 3-6 mm | 0.10-0.25 mm | Vienakampė aukštynpjovė arba 2-drožlės tiesi | HDPE yra atlaidus – jis suminkštėja, tačiau paprastai yra atlaidesnis nei akrilas ar polikarbonatas. Galimi didesni padavimo greičiai ir gilesni pjūviai. Pagrindinė problema – drožlių šalinimas. |
| ABS | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.06-0.15 mm | Vienakampė aukštynpjovė | ABS tirpsta esant ~200 °C. Palaikykite drožlių apkrovą virš 0.06 mm/dantis. Jei krašto kokybė yra prasta, pabandykite nukreipti suspausto oro aušinimą į pjovimo zoną. |
| POM (Delrin / Acetal) | 12000-18000 | 2500-4000 mm/min | 2-5 mm | 0.08-0.20 mm | Vieno peilio arba 2 peilių aukštynpjūvis | POM puikiai apdirbama aštriais įrankiais. Drožlės yra traškios ir lengvai pašalinamos. Venkite per didelės RPM – POM suminkštėja esant ~165 °C. |
| Nailonas (PA6) | 12000-16000 | 2000-3500 mm/min | 2-4 mm | 0.08-0.18 mm | Vieno peilio aukštynpjūvis, poliruotas | Nilonas yra higroskopiškas – medžiagos drėgmė pjūvio briaunoje virsta garais, sukeldama grubų paviršių. Išdžiovinkite medžiagą prieš apdirbant, jei įmanoma. |
Plastikų apdirbimo aušinimo strategijos
Plastikų aušinimas skiriasi nuo metalų. Tikslas – pirmiausia drožlių pašalinimas, antra – temperatūros kontrolė. Gausus aušinimas sukelia daugiau problemų, nei išsprendžia.
Suspausto oro srautas – tinka daugumai plastikų
Nukreipkite sutelktą oro antgalį į įrankio ir medžiagos sąlyčio zoną. Oras pašalina drožles iš pjovimo zonos (drožlės kartu išneša šilumą) ir užtikrina šiek tiek konvekcinio aušinimo. Naudokite 0.3-0.5 MPa oro slėgį. Tai yra pageidautinas būdas akrilui ir PC – nėra cheminės reakcijos ar terminio šoko rizikos.
Rūko tepimas (MQL) – puiku, bet naudokite atsargiai
Labai smulkus tirpaus aušinimo skysčio rūkas pagerina kai kurių plastikų paviršiaus kokybę ir žymiai prailgina įrankio tarnavimo laiką. Tačiau: (1) Kai kurie plastikai (PC, ABS) gali įtrūkti nuo tam tikrų aušinimo chemijos – pirmiausia išbandykite ant atliekų, (2) Rūkas turi būti tikrai smulkus – lašeliai, o ne purškimas, (3) Niekada nenaudokite rūko nilonui – jis sugeria vandenį ir išsipučia.
Gausus aušinimas – NOT rekomenduojama plastikams
Gausus aušinimas yra perteklinis plastikams ir sukelia problemų: terminį šoką (šaltas aušiklis ant karšto plastiko = trūkimas), medžiagos sugėrimą ir išsipūtimą, bei detalės užteršimą. Palikite gausų aušinimą metalams. Optimizuotiems spalvotiesiems metalams pjovimo parametrams, žr. mūsų aliuminio ir žalvario apdirbimo vadovą. Plastikams, jei oro ir rūko nepakanka, pjovimo parametrai turi būti koreguojami, o ne daugiau aušinimo.
Įrankių pasirinkimo vadovas plastikams
Teisinga įrankio geometrija yra tiek pat svarbi, kiek teisingi parametrai. Šios keturios įrankio charakteristikos atskiria plastikui pjaustyti skirtus įrankius nuo bendros paskirties įrankių.
Vienos flutės (O-flute) geometrija
Maksimali drožlių evakuacijos erdvė. Vienas pjovimo ašmuo generuoja pusę mažiau šilumos nei 2-flutė esant tai pačiai RPM. Didelis atviras flutė neleidžia drožlėms susigrūsti ir būti pakartotinai pjaustomoms.
Geriausiai tinka: All plastics – šis is default choice skirta CNC routing of thermoplastics.
Poliruotas flutės paviršius
Veidrodžiui poliruota flutė sumažina trintį tarp drožlės ir įrankio. Drožlės išslysta, užuot prilipusios. Būtina medžiagoms, kurios kaitinamos tampa lipnios (PC, ABS, akrilas).
Geriausiai tinka: Polikarbonatas, ABS, ir bet kuri medžiaga, rodanti drožlių prilipimą standartiniuose įrankiuose.
Aukštynpjovės spiralės kryptis
Aukštynpjovės įrankiai traukia drožles aukštyn iš pjūvio, toliau nuo medžiagos paviršiaus. Tai neleidžia drožlėms būti pakartotinai pjaustomoms ir pakartotinai įkaitinamos. Žemynpjovės įrankiai stumia drožles į pjūvį ir dažniausiai yra netinkamas pasirinkimas plastikams, nebent specifinis krašto apdailos reikalavimas pateisina bandymą.
Geriausiai tinka: All plastics – upcut is standartinis skirta chip evacuation. Naudokite kompresinę (aukštyn/žemyn) spiralę tik laminuotoms medžiagoms arba kai tiek viršutinis, tiek apatinis kraštai turi būti be drožlių.
Aštrus pjovimo ašmuo (nulinis gludinimas)
Metalui skirti įrankiai dažnai turi šiek tiek gludintą kraštą, kad padidintų krašto stiprumą. Plastikams ašmuo turi būti kuo aštriausias – gludintas kraštas stumia medžiagą į šoną, užuot ją kirpęs, generuodamas perteklinę šilumą.
Geriausiai tinka: Visi plastikai. Užsakant nestandartinius įrankius, nurodykite „aštrus kraštas“ arba „plastikui“. patikrinkite edges under magnification – any visible rounding means įrankis is dull.
Kokios ATC suklio konfigūracijos geriausiai tinka plastikų frezavimui
Mišrių medžiagų dirbtuvėms, kurioms reikalingas praktiškas automatinis įrankių keitimas, Modelis A BT30 3.5 kW ATC suklio variklis apima plastikus, medieną ir lengvą aliuminį vienose frezavimo staklėse su 100 mm suklio korpusu.
Tiksliems plastikų pirkėjams, kurie teikia pirmenybę krašto apdailai, radialinio mušimo kontrolei ir kartojamumui didelės greitų apdailos praėjimuose, Modelis C HSK40E 3.5 kW ATC suklio variklis yra tinkama platforma.
Plastikų apdirbimas FAQ
Kodėl vieno ašmenų freza geresnė už 2-ašmenų plastikui?
Vieno ašmenų įrankis turi vieną pjovimo briauną ir vieną didelį drožlių evakuacijos kanalą. Esant 24000 RPM, pjovimo briauna liečia medžiagą 400 kartus per sekundę. 2-ašmenų įrankis liečia 800 kartus per sekundę – perpus mažesnis drožlių krūvis vienam ašmeniui, dvigubai didesnė trinties šiluma. Vieno ašmenų konstrukcija suteikia kiekvienai drožlei daugiau laiko formuotis ir daugiau vietos evakuacijai, išnešant šilumą iš pjovimo zonos. Dirbant su plastiku, drožlių evakuacija yra šilumos valdymas.
Ką daryti, jei mano staklės negali pasiekti rekomenduojamų padavimo greičių?
Jei jūsų CNC frezavimo staklių maksimalus padavimo greitis yra ribotas (pvz., 2000 mm/min), proporcingai sumažinkite špindelio RPM, kad išlaikytumėte tikslinį drožlių krūvį. Pavyzdžiui: akrilui su vieno ašmenų įrankiu esant 0.08 mm drožlių krūviui, vietoj 24000 RPM esant 1920 mm/min, naudokite 12000 RPM esant 960 mm/min. Medžiagos pašalinimo greitis yra žemesnis, bet pjūvio kokybė bus daug geresnė nei naudojant 24000 RPM nepakankamu padavimo greičiu.
Kaip žinoti, ar tirpdinu plastiką, o ne tiesiog gaunu grubų pjūvį?
Lydymas sukelia: (1) matomą išlydytą keterą arba užbarą viršutiniame pjūvio krašte, (2) prie pjovimo įrankio ašmenų prilipusį plastiką (patikrinkite po pjovimo), (3) blizgų, vėl sustingusį paviršių pjūvio griovelyje ir (4) saldų arba kandų kvapą (degančio akrilo kvapas yra specifinis). Grubus, bet nelydytas pjūvis turi matinį arba matuotą pavidalą su matomais įrankio pėdsakais — tai rodo vibraciją arba suklio radialinį mušimą, o ne lydymą.