CNC 플라스틱 가공을 위한 선택 가이드

부품을 생성할 때 설계 엔지니어가 직면해야 하는 가장 중요한 결정 중 하나는 사용할 재료입니다. 재료의 선택은 주어진 구성 요소의 기능과 모양, 그리고 시간이 지남에 따라 유지 관리 방식을 결정합니다.

플라스틱은 점점 더 대중화되고 있습니다. 그들은 가볍고 가공이 쉽고 일반적으로 유사한 금속 제품보다 저렴합니다. 가공 플라스틱에는 여러 유형이 있으며 각각 장단점이 있습니다.

고정밀 플라스틱 부품을 생산하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 현대 산업 등급 플라스틱은 주조, 사출 성형, 인쇄 또는 기계 가공됩니다. 처음 세 가지 옵션은 표면 조도가 좋은 복잡한 기하학적 부품을 제조하는 데 매우 적합합니다. 그러나 거의 모든 유형의 부품에서 엄격한 공차를 달성하거나 거울과 같은 표면 마감을 생성해야 하는 경우에는 가공보다 더 좋은 것은 없습니다.

플라스틱 가공 서비스 개요

플라스틱 가공은 모든 가공 공정과 마찬가지로 재료 층을 제거하여 최종 부품 또는 제품을 형성하고 형성하는 빼기 방법입니다. 플라스틱 재료에 사용되는 가장 일반적인 가공 작업은 다음과 같습니다.

절단

일반적으로 절단 작업은 약간의 열을 발생시켜 플라스틱을 손상시킬 수 있습니다. 플라스틱을 절단할 때 작업자는 열 변형이 발생하지 않도록 주의해야 합니다.

회전

플라스틱 선삭 작업은 고정된 절삭 공구가 의도한 설계에 따라 초과 재료를 절단 및 제거할 수 있도록 공작물을 회전하고 조작하는 선반에서 수행됩니다.

밀링

선삭 작업은 플라스틱 공작물의 회전을 포함하는 반면 밀링 작업은 고정된 공작물에서 플라스틱 칩을 제거하기 위해 절삭 공구의 회전을 필요로 합니다.

드릴링

적절한 드릴 비트를 선택하지 않으면 위험할 수 있으며 과열 또는 전단력이 발생할 수 있습니다. 그러나 준비가 정확하고 도구가 준비되어 사용되는 한 숙련 된 기술자는 구조를 파괴하지 않고 플라스틱 제품에 작은 구멍과 큰 구멍을 만들 수 있습니다.

연삭

연삭은 가공물에서 플라스틱 칩을 제거하여 모양을 변경하기 때문에 연삭과 유사합니다. 주요 차이점은 밀링은 간헐적 절단을 사용하는 반면 연삭은 제품에서 플라스틱을 지속적으로 절단하여 더 부드러운 모양과 표면 조도를 달성한다는 것입니다.

CNC 플라스틱 가공에 사용되는 재료

ABS 플라스틱

종종 ABS로 약칭되는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌은 가장 일반적인 열가소성 재료 중 하나입니다. 기계적 물성이 우수하고 충격 강도가 우수하며 내열성이 우수하고 가공성이 우수합니다. ABS는 가공이 용이하고 내열성이 있으며 마감(접착제, 페인트, 광택제 등)에 사용할 수 있습니다. 일반적으로 양산 전에 부품 기능의 프로토타입을 만드는 데 사용됩니다.

ABS는 내마모성이나 내화학성이 좋지 않아 아세톤에 녹습니다. 또한 특별히 강한 플라스틱도 아닙니다.

ABS의 가장 일반적인 응용 분야는 전자 제품 하우징, 가전 제품 및 상징적인 레고 브릭을 만드는 데 사용되는 사출 성형입니다.

나일론

ABS와 마찬가지로 나일론은 강도와 ​​강성이 뛰어난 내구성이 뛰어난 플라스틱으로 넓은 온도 범위에서 우수한 전기 절연성을 유지할 수 있으며 내화학성 및 내마모성이 우수합니다. 나일론 6과 나일론 66은 CNC 가공에서 가장 일반적으로 사용되는 재종입니다.

그러나 나일론 6/6은 쉽게 수분을 흡수하여 부풀어 오르고 치수 정확도가 약간 떨어집니다. 가공 중 소재 고유의 내부 응력으로 인해 비대칭 소재가 많이 제거되면 휘어지게 됩니다.

나일론은 의료 장비, 회로 기판 장착 하드웨어, 자동차 엔진 구획 구성 요소 및 케이블 타이에서 가장 일반적으로 발견됩니다. 이러한 많은 응용 분야에서 금속의 경제적인 대용품으로 사용됩니다.

아크릴

아크릴(Perspex 또는 Luctie라고도 함)은 PMMA 플라스틱의 상품명입니다. 단단하고 충격강도와 내스크래치성이 우수하며 접착이 용이합니다.

가공된 아크릴은 투명하여 광학적 투명도나 반투명성을 요구하는 모든 용도에 매우 적합합니다.

그러나 아크릴은 깨지기 쉬운 플라스틱이며 너무 많은 압력을 가하면 깨지거나 부서집니다. 아크릴 보드의 가공된 표면은 투명도를 잃고 반투명한 모양을 취합니다. 따라서 투명도를 유지하기 위해 아크릴 부품을 원래 두께로 유지해야 하는지 여부에 주의를 기울이는 것이 일반적입니다. 처리된 표면이 투명해야 하는 경우 추가 후처리 단계로 연마를 사용할 수 있습니다.

델린

POM은 상표명 Delrin으로 잘 알려져 있습니다. 플라스틱 중 가공성이 가장 높은 엔지니어링 열가소성 수지로 가장 경제적인 플라스틱으로 평가받고 있습니다. 매끄럽고 마찰이 적은 표면, 우수한 치수 안정성 및 높은 강성을 가지고 있습니다. 이러한 응용 분야 또는 다른 응용 분야에서 많은 마찰이 발생하거나 엄격한 허용 오차가 필요하거나 높은 강성이 필요한 재료의 경우 Delrin은 우수한 플라스틱입니다. 하지만 결속이 어렵다는 단점이 있습니다.

Delrin은 일반적으로 기어, 베어링, 부싱 및 패스너에 사용되거나 조립용 지그 및 고정구를 만드는 데 사용됩니다.

HDPE

HDPE는 고밀도 폴리에틸렌의 약자로서 중량 대비 강도가 높은 열가소성 수지입니다. HDPE는 가혹한 기상 조건에서 높은 내화학성, 전기 절연성 및 내구성을 가지고 있습니다. Delrin과 유사하게 HDPE는 마찰을 제한하고 높은 충격에 잘 저항할 수 있는 매끄러운 표면을 가지고 있으며 높은 중량 대비 강도 및 우수한 내후성을 가지고 있습니다.

HDPE의 주요 단점은 특히 신축 및 굽힘 측면에서 강도가 낮다는 것입니다.

HDPE는 저렴한 비용과 가벼운 무게로 인해 야외 애플리케이션 및 프로토타입 제작에 사용되는 경량 열가소성 수지입니다. ABS와 마찬가지로 사출 성형 전에 프로토타입을 만드는 데 자주 사용됩니다. 내화학성 및 미끄러운 특성으로 인해 플러그 및 씰 제조에 매우 적합하며 중량에 민감하거나 전기에 민감한 응용 분야에도 이상적입니다.

엿보기

PEEK는 충격 강도와 치수 안정성이 우수한 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다. PEEK 플라스틱은 가공이 매우 쉽고 CNC 가공에 사용되는 최고의 재료입니다. 놀라운 성능으로 인해 자동차, 항공우주, 의료 및 전기 산업에서 자주 사용됩니다.

유일한 단점은 높은 가격입니다. 그럼에도 불구하고 고성능과 고저항이 필요하다면 이 소재의 사용을 반드시 고려해야 합니다. 이 플라스틱의 성능은 화학 및 가공 산업에서 사용되는 금속보다 우수합니다. 일부 산업에서는 현재 스테인리스 스틸 및 알루미늄과 같은 금속을 대체하고 있습니다.

폴리카보네이트

폴리카보네이트는 시장에서 내구성이 더 뛰어난 플라스틱 중 하나입니다. 매우 높은 내충격성과 강성을 가지며 넓은 온도 범위에서 기능을 유지합니다. 또한 광학적으로 투명하며 불투명한 경우 검정색으로 염색할 수 있습니다. 폴리카보네이트는 매우 단단하거나 매우 강한 플라스틱이 필요하거나 광학적 투명도가 필요한 응용 분야에 가장 적합합니다. 따라서 폴리카보네이트는 재활용률이 가장 높은 가장 일반적으로 사용되는 플라스틱 중 하나입니다.

순수한 폴리카보네이트는 내마모성이 좋지 않고 쉽게 긁힐 수 있습니다. 필요한 경우 내마모성 또는 광학 선명도를 향상시키기 위해 후처리 단계에서 스크래치 방지 코팅 및 증기 연마를 추가할 수 있습니다.

폴리카보네이트의 내구성과 투명도는 광디스크, 안전유리, 광파이프, 방탄유리까지 사용할 수 있음을 의미합니다.

CNC 플라스틱 가공을 위한 팁

기계

플라스틱 CNC 기계가 없습니다. 사실 플라스틱을 자르는 데 사용되는 모든 공작 기계는 금속 가공 도구입니다. 정확한 강성과 출력으로 경화된 플라스틱도 쉽게 처리할 수 있습니다. 목공기계의 강성이 낮아 효과가 좋지 않습니다.

절단 도구

플라스틱 부품에 가장 적합한 절단 도구를 선택하는 것은 복잡한 작업입니다. 그 이유는 플라스틱과 복합 재료의 구성이 크게 다르기 때문입니다. 일부 플라스틱은 경질 카바이드 입자로 강화되거나 유연성, 내열성 또는 기타 매개변수를 향상시키는 첨가제가 있습니다. 이 모든 것이 플라스틱이 기계에 반응하는 방식을 바꿉니다.

절삭 공구는 주로 고속강, 초경합금, 다이아몬드 등으로 만들어집니다. 일반 플라스틱을 절단하려면 처음 두 가지 절단 재료를 선택할 수 있습니다. 대조적으로, 고속 강철은 더 나은 연삭 능력을 가지고 있습니다. 고속 강철 도구를 선택하고 조심스럽게 연마하십시오. 공구의 날은 날카로워지지만 초경 공구보다 내구성이 떨어집니다.

절삭력과 온도를 최대한 낮추고 적절한 경사각, 릴리프각, 리딩각, 2차 인선각, 툴팁 호반경 등을 선택하여 생산성과 툴내구성을 향상시키고 가공비를 절감한다. 절단기는 날카로움을 유지하고 강성이 충분하지 않을 때 재료를 동결시킵니다.

부품 설정

파열을 일으킬 수 있는 과도한 압력을 피하기 위해 플라스틱 블록을 올바르게 조입니다. 표면에 자국이 남지 않도록 픽스쳐와 부품 사이에 부드러운 재질의 패드를 사용하는 것을 권장합니다.

또 다른 문제는 부품의 강성입니다. 드릴링 위치와 고정구 사이의 거리에 세심한 주의가 필요합니다. 이 과정에서 드릴 비트는 홈을 따라 부품을 위로 당기려고 합니다. 고정 장치가 너무 멀리 있으면 드릴 비트가 성공하지만 부품이 구부러지거나 실제로 고정 장치에서 부품이 찢어질 수 있습니다.

칩 효과 최소화

칩이 가공된 부품에 녹는 것을 방지하기 위해 항상 절삭 공구를 움직이게 하십시오(너무 오랫동안 한 곳에 머무르지 마십시오). 냉각수 또는 절삭유를 사용하여 온도를 낮추고 칩을 제거할 수 있습니다.

가공 피드

더 큰 이송 속도와 빠른 스핀들 속도를 사용하면 알루미늄 이송과 해당 절삭 속도의 약 3배입니다.

CNC 플라스틱 가공 서비스

프로토타입 제조를 위한 플라스틱 부품 및 맞춤형 CNC 플라스틱 부품에 대한 수요가 많기 때문에 많은 CNC 플라스틱 가공 서비스가 등장했습니다. 의심할 여지 없이 모든 당사자의 생산 프로세스를 더 빠르고 쉽게 만들 수 있습니다. 관련 프로젝트가 있는 경우 도면을 업로드하여 SANS Machining에서 무료 견적을 받을 수 있습니다.