Обробка полікарбонату з ЧПК

Полікарбонат, також відомий як PC, є аморфним термопластиком, який розм’якшується до досягнення температури плавлення. Він характеризується прозорістю, ударостійкістю, міцністю і меншою вагою порівняно зі склом, що робить його чудовою альтернативою цьому матеріалу. Полікарбонат також здатний витримувати вищі температури, ніж акрил, що дозволяє легко обробляти його для створення різноманітних деталей, особливо за допомогою фрезерування з ЧПУ.

Цей посібник містить огляд полікарбонату, включаючи його ключові властивості, типові сфери застосування, поради щодо обробки та доступні методи обробки поверхні деталей з полікарбонату.

Що таке полікарбонат?

Полікарбонат (ПК) – це різновид термопластика, що відрізняється чудовою оптичною прозорістю, високою механічною міцністю, надзвичайною ударостійкістю та винятковою стійкістю до деформації під навантаженням. Матеріал доступний у схвалених FDA версіях і варіантах з добавками для поліпшення несучих властивостей і стійкості до стирання.

Завдяки своїй аморфній структурі полікарбонат має низьку кристалічність і виняткову оптичну прозорість, що дозволяє йому перевершити багато видів скла за рівнем пропускання видимого світла. З цієї причини полікарбонат використовується як альтернатива склу в багатьох сферах, включаючи автомобільне освітлення, ударостійкі вікна, аерокосмічну промисловість (наприклад, військові винищувачі, лабораторні лінзи), електричні схеми та багато іншого. Полікарбонат вирізняється не лише надзвичайною ударостійкістю навіть за екстремальних температур, але й високою здатністю до механічної обробки. Він легко піддається формуванню і термоформуванню, що дозволяє без особливих зусиль досягти точних допусків.

Властивості полікарбонату

Полікарбонат, з його унікальними властивостями, широко використовується для різноманітних промислових і комерційних застосувань. Ключові характеристики цього термопласту мають вирішальне значення при виборі відповідних марок і методів переробки, що, в свою чергу, може значно підвищити ефективність виробничих процесів.

Оптична прозорість: завдяки своїй аморфній структурі полікарбонат має чудові оптичні властивості, будучи часто використовуваним замінником скла завдяки своєму коефіцієнту заломлення 1,548. Зберігає свою прозорість навіть після тонування.

Висока міцність і в’язкість: полікарбонат цінується за неперевершену ударостійкість і в’язкість, що дозволяє йому витримувати зовнішні удари, тріщини і розколи. Його міцність зберігається в діапазоні температур від -20°C до 140°C, що робить його ідеальним для деталей, які потребують високої надійності та довговічності.

Обробка Завдяки своїй термостійкості та міцності полікарбонат дуже легко піддається механічній обробці.

Коефіцієнт пропускання: типовий полікарбонат пропускає приблизно 90% світла, що робить його чудовим вибором для застосувань, що вимагають високої прозорості, таких як медичні компоненти, прототипи та декоративні елементи.

Легкість: порівняно з іншими термопластичними матеріалами або склом, полікарбонат вирізняється винятковою легкістю.

Термостійкість: полікарбонат залишається стабільним до температури 135°C. Для застосувань, що вимагають підвищеної термостійкості, стабільність можна підвищити, додавши антипірени.

Стабільність розмірів: Висока стабільність розмірів і стійкість до усадки, з низькою швидкістю усадки 0,6% – 0,9%.

Відповідність вимогам FDA: Як матеріал, що відповідає вимогам FDA, полікарбонат є ключовим вибором для медичної та харчової промисловості.

Стійкість до ультрафіолету: Спеціальні сорти полікарбонату можуть блокувати 100% сонячного світла, забезпечуючи виняткову стійкість до ультрафіолету.

Хімічна стійкість: армовані марки полікарбонату демонструють відмінну стійкість до масел, воску, аліфатичних вуглеводнів, мастил і розбавлених кислот.

Варіанти покриття: Полікарбонатні деталі можуть бути покриті антистатичними, твердими і матовими шарами, а також покриттями від ультрафіолету і запотівання.

Однак полікарбонат також має деякі обмеження, такі як схильність до подряпин, пожовтіння під впливом ультрафіолету та труднощі з вторинною обробкою. Частини також можуть руйнуватися або утворювати порожнечі в товстих сегментах. Щоб запобігти цьому, доцільно розділити товсті секції на більш тонкі сегменти, що може бути більш економічно ефективним з огляду на витрати на сировину і час обробки.

Марки полікарбонату

Полікарбонат доступний у різних марках, кожна з яких призначена для задоволення конкретних промислових і комерційних вимог. Пропонуємо огляд найпопулярніших видів полікарбонату:

Склонаповнений полікарбонат: цей тип полікарбонату ідеально підходить для промислового застосування, де він часто замінює метали. Він містить від 10 до 40% скляних волокон, що значно підвищує його міцність у порівнянні зі стандартним полікарбонатом. Його обирають за високу міцність і ударостійкість, що робить його чудовою альтернативою металам та іншим інженерним пластмасам.

Полікарбонат загального призначення: Прозорість, яку можна порівняти зі склом, і вражаюча довговічність. Завдяки полірованій поверхні цей сорт часто використовується там, де естетика є ключовим фактором. Крім того, він демонструє виняткову стійкість до старіння, спричиненого УФ-випромінюванням.

Полікарбонат машинного виробництва: Цей сорт відрізняється хорошою стабільністю розмірів, ударостійкістю, високим модулем пружності та відмінними електричними властивостями. Деталі з цього матеріалу ідеально підходять для застосувань, що вимагають інтенсивних виробничих зусиль.

Кожна з цих марок полікарбонату була розроблена для задоволення конкретних потреб, пропонуючи широкий спектр можливостей для інженерів і дизайнерів у різних галузях промисловості.

Що таке обробка полікарбонату і як вона працює?

Обробка полікарбонату – це порожнинний процес, який передбачає видалення надлишкового матеріалу з полікарбонатного блоку для досягнення певної форми та обробки. Одним з найпопулярніших методів обробки є використання технології ЧПУ (комп’ютерного числового програмного керування).

Процес починається з точного розкрою полікарбонатного блоку за допомогою відповідного методу або комбінації методів обробки, таких як фрезерування з ЧПУ, токарна обробка з ЧПУ, різання з ЧПУ або лазерне різання. Вибір конкретного методу або комбінації методів залежить від конкретних виробничих вимог. Після того, як полікарбонат розрізаний і сформований, настає етап обробки поверхні, який має важливе значення для естетичного вигляду кінцевого продукту.

Навіщо піддавати полікарбонат обробці з ЧПУ?

Використання полікарбонату в обробці з ЧПУ має багато переваг, що робить його кращим матеріалом для багатьох промислових застосувань. Ось кілька ключових причин, чому полікарбонат так високо цінується:

Висока несуча здатність і зносостійкість: Полікарбонат має відмінну несучу здатність і зносостійкість, що робить його стійким до екстремальних температур. Ця характеристика робить його ідеальним матеріалом для деталей, які повинні витримувати суворі умови експлуатації.

Виняткова оброблюваність: полікарбонат добре піддається механічній обробці, що робить його ідеальним для точної обробки на верстатах з ЧПУ. Його властивості дозволяють легко формувати та різати, що є ключовим при створенні складних форм та деталей.

Відмінна прозорість: завдяки своїй винятковій прозорості полікарбонат є ідеальним матеріалом для прозорих компонентів, таких як захисне скло, вікна або легкі кришки. Ця особливість робить його частим вибором там, де важлива як естетика, так і функціональність.

Електроізоляція: полікарбонат є популярним вибором для застосувань, що вимагають електроізоляції, завдяки своїм діелектричним властивостям. Він біологічно інертний, що ще більше розширює його застосування в електроніці та електротехнічній промисловості.

Витрати: Полікарбонат має відносно низьку вартість, що робить його привабливим матеріалом для широкого спектру промислових застосувань. Доступна ціна в поєднанні з довговічністю та універсальністю робить його частим вибором для виробництва як великих, так і малих партій.

Таким чином, полікарбонат – це універсальний матеріал, який завдяки своїм унікальним властивостям використовується в широкому спектрі галузей промисловості, від електроніки до автомобілебудування, пропонуючи не тільки міцність і довговічність, але й естетичність та економічну ефективність.

Рекомендації з обробки полікарбонату

Обробка полікарбонату на ЧПУ – процес, який, незважаючи на свою простоту, вимагає дотримання певних принципів і прийомів для забезпечення високої якості і точності готових виробів. Ось кілька ключових порад, які допоможуть зробити обробку полікарбонату більш ефективною за допомогою технології ЧПК:

1. Використовуйте гостріші інструменти: Для забезпечення плавного процесу обробки важливо використовувати фрезерні верстати з гострими лезами та ефективною системою видалення стружки. Також рекомендується використовувати пилосос, якщо машина ним обладнана, для забезпечення чистоти під час роботи.
2. Виберіть правильний інструмент: Для досягнення найкращих результатів обробки обирайте твердосплавні (HSS) інструменти правильного діаметру. Для панелей товщиною до 5 мм рекомендується використовувати інструмент діаметром 4 мм, для панелей товщиною 5-10 мм – діаметром до 6 мм, а для панелей товщиною понад 10 мм найкраще підходять інструменти діаметром 8-10 мм.
3. Стабільна фіксація матеріалу: Забезпечення стабільної підтримки як панелі, так і машини має вирішальне значення. Панель слід розміщувати на твердій поверхні, щоб уникнути вібрацій, рекомендується використовувати дерев’яну дошку. Крім того, переконайтеся, що верхня частина панелі належним чином підтримується, щоб вона була щільно притиснута до робочої поверхні, чого можна досягти за допомогою планок і затискачів.
4. Оптимізуйте швидкість і подачу: Почніть обробку на максимальній швидкості та подачі, які забезпечують точність, а потім поступово регулюйте ці параметри для отримання найкращих результатів. Швидкість занурення інструменту може варіюватися від 20 до 120 IPM (дюймів на хвилину), залежно від інструменту, що використовується.
5. Використовуйте охолоджуючу рідину: використання охолоджуючої рідини є ключем до усунення стружки та розсіювання тепла. Доступні два основних типи ЗОР: струмінь повітря під високим тиском, що є простим і ефективним рішенням, і чиста вода, яка забезпечує кращу продуктивність при обробці глибоких канавок.
6. Фрезерування в кілька етапів: Для товстих листів рекомендується фрезерування в кілька етапів, щоб забезпечити чисту обробку країв. Тонкі панелі товщиною до 5 мм можна обробляти за один прохід, але для кращої обробки країв рекомендується обробляти в напрямку, протилежному обертанню інструменту. Панелі товщиною до 10 мм найкраще фрезерувати в два етапи, а товстіші – в чотири, причому на останньому етапі рекомендується використовувати трохи меншу швидкість, щоб досягти ідеального результату.

Дотримання цих рекомендацій може значно підвищити якість і ефективність обробки полікарбонату з ЧПК, забезпечуючи точну і естетично привабливу обробку виробів.

Обробка поверхні обробленого полікарбонату

Видалення подряпин з полікарбонатних поверхонь є ключовим етапом в процесі фінішної обробки для поліпшення естетики і функціональності готових виробів. Існує три основні методи полірування, які можна використовувати для досягнення гладкої та блискучої поверхні: полірування парою, полірування парою та ручне полірування.

Буферизація

Полірування – це метод механічного полірування за допомогою полірувального круга, що швидко обертається, зазвичай виготовленого з бавовни. Це ефективна техніка для полірування великих прямих поверхонь, що забезпечує швидкі та ефективні результати. Однак, порівняно з паровим поліруванням, полірування може не дати такого чіткого ефекту блиску.

Полірування парою

Цей метод передбачає рівномірне покриття як зовнішніх, так і внутрішніх поверхонь полікарбонатних деталей, досягнення рівномірного блиску по всій обробленій поверхні. Парове полірування особливо підходить для деталей складної форми, де традиційні методи можуть бути неефективними.

Ручне полірування

Це традиційний метод, який передбачає ручне полірування поверхні наждачним папером різних градацій. Процес починається з використання грубого наждачного паперу, який поступово замінюється папером все більш низької градації, поки не буде досягнутий бажаний блиск. Хоча ручне полірування може бути більш трудомістким і дорогим у порівнянні з іншими методами, воно дозволяє досягти надзвичайно високого блиску, особливо на полікарбонатних деталях.

Підсумок

Вибір відповідного методу полірування залежить від ряду факторів, включаючи розмір і форму полікарбонатної деталі, бажану обробку, а також наявний час і фінансові ресурси. Шліфування пропонує швидкість і ефективність для великих, простих поверхонь, парове полірування ідеально підходить для складних форм, тоді як ручне полірування забезпечує найвищий рівень контролю і якості обробки, особливо на невеликих або особливо делікатних деталях.

Autor: Tomasz Matuszek; Dział Marketingu - Firma Gulajski