Processus d'usinage plastique :comment ça marche ?

L'une des principales caractéristiques des matières plastiques est leur capacité à être moulées en un composant fini sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des travaux ultérieurs. Des formes complexes, des trous et des caractéristiques de contre-dépouille peuvent être moulés dans le composant à l'aide de techniques d'outillage et de moulage. Cependant, tout cela a un coût d'outillage.

Les outils de moulage et les équipements de formage utilisés dans les différents procédés de moulage plastique sont invariablement des créations uniques fabriquées à la main. Leur fabrication peut souvent prendre des semaines et des mois, ce qui entraîne un coût élevé. Lorsqu'un composant en plastique est spécifié et que les nombres à utiliser ne sont pas importants, l'usinage du composant devient alors plus économique. Toutes les matières plastiques ne peuvent pas être usinées. Plus un plastique est rigide, plus il est facile à usiner. Les plastiques les plus souples et les plus tendres ne conviennent pas à l'usinage. Vous trouverez ci-dessous un aperçu du fonctionnement du processus d'usinage du plastique,

Points principaux

Les outils de coupe utilisés dans l'usinage de tous les matériaux reposent sur la rigidité de la pièce à couper. Dans le cas de la découpe de métaux, la rigidité naturelle des matériaux est bonne. Par conséquent, le composant résiste à la déformation lorsque la fraise (scie, perceuse ou foret) coupe le métal. Dans le cas des plastiques, l'usinage a tendance à mieux se prêter aux matériaux rigides, tels que les matériaux plastiques thermodurcissables renforcés de fibres, les nylons renforcés de verre, l'acrylique ou le PEEK ont une bonne rigidité relative. Le plastique moins rigide a tendance à se déformer et à se plier lorsque la fraise tente de couper le composant, ce qui rend difficile l'obtention de tolérances dimensionnelles fines.

Considérations sur le processus d'usinage du plastique

En raison de la nature plus souple des matières plastiques, les gabarits de maintien et les fixations doivent être conçus avec des mâchoires qui protègent le plastique en cours d'usinage, cela peut être avec d'autres matières plastiques façonnées à la forme du bloc en cours d'usinage. De plus, les gabarits doivent être robustes afin de supporter le matériau à couper.

Les matières plastiques thermoplastiques en cours d'usinage peuvent être refroidies avec un jet d'air à condition que les copeaux résultants soient continus et non sous forme de copeaux. Les plastiques thermodurcissables peuvent être refroidis à l'aide d'un liquide de refroidissement, mais il faut faire attention aux plastiques susceptibles de gonfler dans l'eau pour s'assurer que les dimensions usinées ne changent pas.

La chaleur générée dans le processus peut provoquer une dilatation thermique - cet effet doit être pris en compte car les dimensions peuvent changer lors du refroidissement.

Procédés d'usinage du plastique

Usinage CNC – Si le composant à couper a une forme complexe, son profil peut être programmé dans un ordinateur. Un centre d'usinage CNC peut être utilisé pour fabriquer un nombre de composants en double. Plusieurs fraises interchangeables généralement utilisées sur les machines CNC permettent d'usiner des composants complexes et variés.

Tournage - Si la forme à obtenir est ronde, une simple opération de tournage peut être utilisée. Un équipement supplémentaire spécialisé attaché au tour peut étendre les capacités de fonctionnement du tour.

Fraisage - Cette méthode d'usinage peut varier du simple fraisage au profilage et au fraisage CNC. Encore une fois, comme pour le travail au tour, des ajouts à la fraiseuse ou l'utilisation d'une fraiseuse plus complexe peuvent étendre la capacité de la fraiseuse à créer des formes plus complexes.

Sciage - Invariablement, cette méthode d'usinage est uniquement destinée à séparer des sections de matière plastique à partir de barres pour un travail ultérieur par d'autres opérations d'usinage.

Découpe à l'emporte-pièce – Dans certains cas, l'utilisation de la découpe à l'emporte-pièce de matière plastique peut produire un composant simple. Le processus est limité au matériau en feuille. Une matrice mâle et femelle sont utilisées pour poinçonner une forme prédéterminée. Le processus peut être manuel ou automatisé à l'aide d'une machine spéciale.

Coupe au couteau chaud - Les types de plastique plus souples et moins rigides peuvent être coupés à l'aide d'un couteau chaud pour trancher le plastique. Un fil ou une lame chauffé électriquement fait fondre le plastique localement. Ce type de procédé est couramment utilisé pour découper des blocs de mousse et de polystyrène expansé (eps).

Poinçonnage – Certaines formes peuvent être découpées sur des presses à poinçonner de type métal. Comme une machine CNC, ils sont invariablement contrôlés par ordinateur et sont équipés d'outils multiples. Ce processus est limité à la feuille thermoplastique et thermodurcissable la plus fine.

Découpe au jet d'eau - Ce processus est utilisé pour couper les composants thermodurcissables renforcés de fibres, qui s'avéreraient autrement difficiles à couper par d'autres processus. Les couches de renforcement résistantes du matériau défient la taille des couteaux et des équipements de coupe conventionnels. Le chemin de coupe étroit et la progression rapide sans poussière ni copeaux sont un avantage.

Séparation - L'acrylique et la feuille laminée peuvent être séparés au moyen d'une incision à l'aide d'un couteau tranchant et d'une rupture autour de la ligne incisée.

Découpe au laser - Ce processus peut être utilisé pour la découpe et l'alésage de profil de certains types d'acrylique et d'autres plastiques, bien qu'ils ne soient pas thermodurcissables. Le processus utilise un laser industriel pour faire fondre le plastique souvent avec un suivi de profil contrôlé par ordinateur.

Découpe par ultrasons - Certains des plastiques plus fins et plus souples peuvent être coupés à l'aide d'un équipement à ultrasons. La haute fréquence générée par les ultrasons dans l'outil a pour effet de faire fondre localement le plastique découpé. Encore une fois, intégré au contrôle de profil informatique, le processus se prête à des lignes de production automatisées à grande vitesse.