Découvrez les avantages incroyables de ces 11 plastiques d'usinage CNC hautes performances

Les plastiques font partie intégrante de l'industrie manufacturière moderne ; ils sont largement disponibles, la plupart sont abordables et ils sont compatibles avec les processus de fabrication populaires comme le moulage par injection, l'impression 3D et l'usinage CNC.

L'usinage CNC est un processus de fabrication soustractif qui utilise des outils rotatifs et des perceuses pour retirer systématiquement de la matière d'un bloc solide de matière, façonnant ainsi la pièce. Lorsqu'il s'agit de fabriquer des pièces en plastique, l'usinage CNC est plus précis que le moulage par injection. De plus, l'usinage CNC est compatible avec une gamme de plastiques plus large que de nombreuses autres méthodes de fabrication, ce qui fait de la production de pièces par usinage un choix souhaitable pour de nombreuses équipes de produits. Voici 11 des plastiques d'usinage CNC les plus courants disponibles aujourd'hui :

11 plastiques CNC courants

1. Acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

L'ABS est un thermoplastique technique populaire connu pour sa résistance et sa résistance aux chocs, sa haute résistance à la chaleur et sa bonne usinabilité. Ce plastique est un bon isolant, idéal pour les applications électriques, et reste mécaniquement stable dans le temps.

Étant donné que l'ABS est si léger, abordable et largement disponible, de nombreuses équipes de produits l'utilisent pour le prototypage rapide. Les autres applications courantes incluent les boîtiers électroniques, les capuchons de clavier et les composants de tableau de bord dans les voitures.

Même si l'ABS est solide, il est très sensible à l'usure par certaines graisses, solvants et alcools. De plus, les grades ABS ordinaires qui n'ont pas été traités avec des stabilisants thermiques modifiés brûlent facilement et continueront parfois à brûler même après que la flamme a été retirée.

Spécifications mécaniques :

• Élongation à la rupture :10 – 50 %
• Module de flexion :1,6 – 2,4 GPa
• Résistance à la traction :29,8 – 43 MPa
• Dureté shore D :100

2. Nylon 66

Le nylon, également connu sous le nom de polyamide (PA), est une large catégorie de thermoplastiques techniques à faible frottement avec une résistance élevée aux chocs, une résistance élevée à l'abrasion et aux produits chimiques, et d'excellentes propriétés mécaniques globales.

Le nylon 66 est particulièrement bien adapté à l'usinage CNC car il est suffisamment solide et durable pour une grande variété d'applications dans de nombreuses industries, y compris l'automobile et les appareils médicaux. Ce plastique est naturellement très performant, peut résister à beaucoup d'usure et résiste aux dommages causés par l'huile et le carburant. Cependant, le nylon 66 a une faible stabilité dimensionnelle lorsqu'il absorbe l'humidité, et il absorbe très facilement l'humidité. Il ne tient pas non plus bien en présence d'acides minéraux forts.

Spécifications mécaniques :

• Elongation à la rupture :150 – 300 %
• Module de flexion :2 965 MPa
• Résistance à la traction :76 MPa
• Dureté :116, Rockwell R

3. Polyétheréthercétone (PEEK)

Le PEEK est un thermoplastique haute performance connu pour sa combinaison inhabituelle de propriétés mécaniques. Ce plastique résiste aux produits chimiques, à l'usure, au fluage, à la fatigue, aux liquides et aux températures jusqu'à 260 °C (480 °F). Il est également léger, suffisamment solide pour supporter des conditions environnementales difficiles et insoluble dans tous les solvants courants. De plus, le PEEK est recyclable et biocompatible.

Comme le nylon, le PEEK est souvent utilisé pour remplacer le métal dans l'usinage CNC. Les applications courantes incluent les unités à piston, les pièces essentielles des moteurs d'avion et les seringues dentaires.

Malgré tous ses atouts, le PEEK ne résiste pas aux UV et ne résiste pas bien en présence d'halogènes ou de sodium. De plus, il s'agit de l'un des plastiques d'usinage CNC les plus chers du marché. Les équipes de produits ne devraient envisager de l'utiliser que pour leurs applications les plus exigeantes.

Spécifications mécaniques (PEEK non chargé) :

• Élongation à la rupture :30 - 150 %
• Module de flexion :3,7 – 4 GPa
• Densité :1,26 – 1,32 g/cm3
• Ténacité (impact Izod entaillé à température ambiante) :80 - 94 J/m

4. (Polyacétal polyoxyméthylène) POM

Plus connu sous son nom commercial Delrin, le POM est l'un des plastiques CNC les plus usinables. Les équipes de produits choisissent le POM lorsqu'elles ont besoin d'un plastique très résistant et très rigide avec une excellente résistance à la chaleur, à l'usure, aux intempéries, aux produits chimiques et aux carburants.

Les Delrin 570 et 150 sont les grades de POM les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC car ils ont une excellente stabilité dimensionnelle et sont idéaux pour créer des pièces précises avec des tolérances serrées. Cependant, ce plastique a une faible résistance aux acides. De plus, il peut être difficile de se lier. Les applications courantes du POM incluent les composants de ceinture de sécurité, les cigarettes électroniques, les stylos à insuline et les compteurs d'eau.

Spécifications mécaniques (Delrin 570) :

• Module de traction :4 900 MPa
• Module de flexion :4 600 MPa
• Résistance aux chocs, IZOD entaillé :6 kJ/m²
• Résistance à la rupture :53 MPa

5. Polycarbonate (PC)

Le PC est bien connu et largement utilisé dans l'industrie manufacturière. Il est résistant mais léger, naturellement ignifuge et offre d'excellentes propriétés d'isolation électrique. Le PC est également plus efficace que les autres thermoplastiques techniques.

Les concepteurs doivent savoir que le PC est naturellement transparent et peut transmettre la lumière aussi bien que le verre. De plus, il prend très bien la couleur. Les applications courantes incluent les lunettes de sécurité, les instruments chirurgicaux, les disjoncteurs et les CD/DVD.

Malheureusement, les bonnes propriétés mécaniques du PC se dégradent après une exposition prolongée à de l'eau à plus de 60°C. De plus, bien que le PC résiste aux acides dilués, aux huiles et aux graisses, il est sensible à l'usure par les hydrocarbures et jaunit avec le temps après une exposition prolongée aux rayons UV.

Spécifications mécaniques :

• Élongation à la rupture :50-120 %
• Module de flexion :2,2-2,5 GPa
• Résistance à la rupture :55-77 MPa
• Dureté shore D :90-95

6. Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le PTFE, communément appelé Téflon, est un polymère polyvalent à hautes performances doté de nombreuses propriétés mécaniques qui le rendent précieux pour les équipes de produits qui conçoivent des produits commerciaux. Ce plastique est résistant aux produits chimiques, à la température, à la lumière, aux UV, à l'eau, aux intempéries et à la fatigue. Connu pour ses excellentes propriétés anti-adhésives, le PTFE se trouve le plus souvent dans les revêtements des poêles antiadhésives, mais il est également utilisé pour les joints, les pièces semi-conductrices et même les patchs cardiaques.

Le PTFE a le coefficient de frottement le plus bas de tous les matériaux solides et est l'un des cinq plastiques les plus résistants à la corrosion. Cependant, les propriétés mécaniques du PTFE sont généralement inférieures à celles des autres plastiques techniques à température ambiante, bien que cela puisse être corrigé en ajoutant des charges appropriées. Il est également important de noter qu'il existe des limites à l'épaisseur des pièces fabriquées avec du PTFE, car il n'est généralement disponible qu'en plaques ou tiges de deux pouces d'épaisseur. Le PTFE est également sensible au fluage et à l'abrasion.

Spécifications mécaniques :

• Élongation à la rupture :300-550 %
• Module de traction :550 MPa
• Résistance diélectrique :19,7 kV/mm
• Coefficient de frottement dynamique :0,04

7. Plastiques polyéthylène haute densité (HDPE)

Le HDPE est un plastique flexible et facile à traiter qui résiste à la fissuration sous contrainte, aux produits chimiques et aux agents corrosifs, même à basse température. Il offre la même résistance aux chocs exceptionnelle que le polyéthylène basse densité (LDPE) avec une résistance à la traction quatre fois supérieure. Cependant, ce matériau a une faible résistance aux UV. Les applications courantes incluent les bouchons, les joints et les isolateurs électriques.

Spécifications mécaniques :

• Allongement à la rupture :500 %
• Résistance à la traction :4 000 psi
• Densité :0,035 lb/cu. dans.
• Dureté :Rockwell R65

8. Polyéthylène à très haut poids moléculaire (UHMW)

L'UHMW est un plastique robuste, polyvalent et hautement usinable avec une résistance élevée à l'abrasion et à l'usure. Les équipes produit se tournent vers ce matériau lorsqu'elles ont besoin d'un plastique durable à faible frottement pour leurs applications industrielles.

Les équipes produit doivent garder à l'esprit que l'UHMW n'est pas adapté aux applications à forte charge car il est très sensible au fluage et ne doit pas être utilisé à des températures supérieures à 80 à 100 °C. L'UHMW se trouve couramment dans les revêtements de lit de camion, les pièces de machines de transformation des aliments, les bandes d'usure et les coussinets de garde-boue de quai marin.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction :3 100 psi
• Module de flexion :110 000 psi
• Impact IZOD (entaillé) :18,0

9. Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Le PMMA, communément appelé acrylique ou verre acrylique, est un thermoplastique rigide largement connu pour sa résistance à l'éclatement. Il est solide, léger et résistant à la plupart des produits chimiques de laboratoire. Cependant, il se décompose lorsqu'il est utilisé avec des hydrocarbures chlorés ou aromatiques, des cétones ou des éthers.

Comparé au polystyrène, le PMMA transmet mieux la lumière et est plus résistant aux intempéries et aux UV. D'un point de vue design, ce plastique offre des options de coloration illimitées et un indice de réfraction de 1,49.

Cependant, le PMMA n'est pas très résistant à la chaleur, aux chocs, à l'usure ou à l'abrasion. De plus, ce matériau a tendance à se fissurer sous de lourdes charges. En tant que tel, les équipes produit ne doivent envisager le PMMA que pour les applications à faible contrainte telles que les auvents de serre, les couvercles de voyants de voiture, les panneaux solaires et les dispositifs de dépistage de drogue.

Spécifications mécaniques :

• Allongement à la rupture :2 - 10 %
• Module de flexion :2,5 – 3,5 GPa
• Dureté shore D :90 – 99
• Résistance à la rupture :38 – 70 MPa

10. Polypropylène (PP)

Le polypropylène est un plastique d'usinage CNC économique qui offre une combinaison unique de propriétés que l'on ne trouve pas dans de nombreux autres plastiques. Il est léger, hautement résistant aux produits chimiques dans les environnements corrosifs et résistant à la plupart des solvants organiques, agents dégraissants et électrolytes.

Comparé au LDPE et au HDPE, le PP a une résistance aux chocs inférieure, mais il la compense en résistance à la traction. Semblable au PTFE, le PP est généralement limité à des feuilles de trois pouces pour l'usinage, de sorte que la taille des pièces est limitée.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction :4 800 psi
• Résistance à la flexion :5 400 psi
• Module de flexion :160 000 psi
• Dureté :80 Rockwell R

11. Polyéthylène basse densité (LDPE)

Le LDPE est un plastique d'usinage CNC robuste mais flexible connu pour sa flexibilité à basse température et sa résistance à la corrosion. Il est facile à souder et à sceller à chaud et offre une bonne résistance chimique.

Le LDPE est principalement utilisé pour les orthèses et les prothèses. Cependant, le LDPE ne doit pas être utilisé pour des applications dans lesquelles une rigidité, une résistance structurelle élevée et une résistance aux températures élevées sont requises. La taille des pièces est également limitée en raison des limites d'épaisseur du LDPE disponible dans le commerce.

Spécifications mécaniques :

• Résistance à la traction :1 400 psi
• Module de flexion :30 000 psi
• Résistance aux chocs IZOD (entaille) :pas de rupture

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