Guide de sélection pour l'usinage plastique CNC

Lors de la création d'une pièce, l'une des décisions les plus importantes auxquelles un ingénieur de conception doit faire face est le matériau à utiliser. Le choix du matériau déterminera la fonction et l'apparence d'un composant donné et son maintien dans le temps.

Les plastiques deviennent de plus en plus populaires. Ils sont légers, faciles à traiter et généralement moins chers que les produits métalliques similaires. Il existe de nombreux types de plastiques usinés, chacun avec ses avantages et ses inconvénients.

Il existe de nombreuses façons de produire des pièces en plastique de haute précision. Les plastiques modernes de qualité industrielle sont coulés, moulés par injection, imprimés ou usinés. Les trois premières options sont très adaptées à la fabrication de pièces géométriques complexes avec un bon état de surface. Mais lorsque vous devez respecter des tolérances serrées ou produire une finition de surface semblable à un miroir sur presque tous les types de pièces, il n'y a rien de mieux que l'usinage.

Un aperçu des services d'usinage du plastique

L'usinage plastique, comme tous les processus d'usinage, est une méthode soustractive qui élimine des couches de matériau pour façonner et former la pièce ou le produit final. Certaines des opérations d'usinage les plus courantes utilisées pour les matières plastiques sont :

Coupe

Habituellement, l'opération de coupe génère de la chaleur, ce qui peut endommager le plastique. Lors de la découpe de plastique, l'opérateur doit veiller à éviter toute déformation thermique.

Tournage

Les opérations de tournage plastique sont effectuées sur un tour, qui fait tourner et manipule la pièce afin que l'outil de coupe fixe puisse couper et enlever l'excédent de matériau selon la conception prévue.

Fraisage

L'opération de tournage implique la rotation de la pièce en plastique, tandis que l'opération de fraisage nécessite la rotation de l'outil de coupe pour éliminer les copeaux de plastique de la pièce fixe.

Forage

Si le foret approprié n'est pas sélectionné, cela peut être dangereux et entraîner une surchauffe ou des forces de cisaillement. Cependant, tant que la préparation est correcte et que les outils sont préparés et utilisés, des techniciens qualifiés peuvent former des trous de petit et grand diamètre dans des produits en plastique sans détruire la structure.

Meulage

Le meulage est similaire au meulage car le processus élimine les copeaux de plastique de la pièce à usiner pour changer sa forme. La principale différence est que le fraisage utilise une coupe intermittente, tandis que le meulage coupe en continu le plastique du produit pour obtenir une forme et une finition de surface plus lisses.

Matériaux utilisés pour l'usinage CNC du plastique

Plastiques ABS

L'acrylonitrile butadiène styrène, souvent abrégé en ABS, est l'un des matériaux thermoplastiques les plus courants. Il possède de bonnes propriétés mécaniques, une excellente résistance aux chocs, une haute résistance à la chaleur et une bonne usinabilité. L'ABS est facile à usiner, résistant à la chaleur et peut être utilisé pour la finition (colle, peinture, vernis, etc.). Il est généralement utilisé pour prototyper les fonctions des pièces avant la production en série.

L'ABS n'a pas une bonne résistance à l'abrasion ou aux produits chimiques et fondra dans l'acétone. Ce n'est pas non plus un plastique particulièrement résistant.

L'application la plus courante de l'ABS est le moulage par injection, qui est utilisé pour fabriquer des boîtiers de produits électroniques, des appareils électroménagers et même des briques Lego emblématiques.

Nylon

Semblable à l'ABS, le nylon est un plastique durable à haute résistance et rigidité, capable de maintenir une bonne isolation électrique dans une large plage de températures, ainsi qu'une bonne résistance chimique et à l'abrasion. Le nylon 6 et le nylon 66 sont les nuances les plus couramment utilisées dans l'usinage CNC.

Mais le nylon 6/6 absorbe facilement l'humidité, le faisant gonfler et perdre une certaine précision dimensionnelle. Si une grande quantité de matériau asymétrique est retirée en raison de la contrainte interne inhérente au matériau pendant le traitement, il se déformera également.

Le nylon se trouve le plus souvent dans les équipements médicaux, le matériel de montage de circuits imprimés, les composants du compartiment moteur automobile et les attaches de câble. Dans bon nombre de ces applications, il est utilisé comme substitut économique des métaux.

Acrylique

L'acrylique (également connu sous le nom de Perspex ou Luctie) est le nom commercial du plastique PMMA. Il est solide, a une bonne résistance aux chocs et aux rayures, et peut être facilement collé.

L'acrylique traité est transparent, ce qui convient parfaitement à toute application nécessitant une transparence ou une translucidité optique.

Cependant, l'acrylique est un plastique fragile et se fissurera ou se cassera sous trop de pression. Toute surface usinée sur un panneau acrylique perd sa transparence et prend un aspect givré et translucide. Par conséquent, il est généralement préférable de faire attention à savoir si les pièces en acrylique doivent être laissées dans l'épaisseur d'origine pour maintenir la transparence. Si la surface traitée doit être transparente, le polissage peut être utilisé comme étape de post-traitement supplémentaire.

Delrin

Le POM est bien connu sous le nom commercial Delrin. Il s'agit d'un thermoplastique technique avec la plus grande aptitude au traitement parmi les plastiques et est considéré comme le plastique le plus économique. Il a une surface lisse à faible frottement, une excellente stabilité dimensionnelle et une grande rigidité. Pour les matériaux qui rencontrent beaucoup de frottement dans ces applications ou dans d'autres, nécessitent des tolérances serrées ou nécessitent une rigidité élevée, le Delrin est un excellent plastique. Mais l'inconvénient est qu'il est difficile à lier.

Le Delrin est généralement utilisé pour les engrenages, les roulements, les bagues et les fixations, ou pour fabriquer des gabarits et des fixations pour l'assemblage.

PEHD

HDPE signifie polyéthylène haute densité, un thermoplastique avec un rapport résistance/poids élevé. Le PEHD a une résistance chimique élevée, une isolation électrique et une durabilité dans des conditions météorologiques extrêmes. Semblable au Delrin, le HDPE a une surface lisse, qui peut limiter la friction et bien résister aux chocs importants, a un rapport résistance/poids élevé et une bonne résistance aux intempéries.

Le principal inconvénient du HDPE est sa faible résistance, notamment en termes d'étirement et de flexion.

Le HDPE est un thermoplastique léger qui est utilisé pour les applications extérieures et le prototypage en raison de son faible coût et de son poids léger. Comme l'ABS, il est souvent utilisé pour créer des prototypes avant le moulage par injection. En raison de sa résistance chimique et de ses propriétés glissantes, il convient parfaitement à la fabrication de bouchons et de joints, et est également idéal pour les applications sensibles au poids ou sensibles à l'électricité.

COUP D'ŒIL

Le PEEK est un thermoplastique technique de haute performance avec une excellente résistance aux chocs et stabilité dimensionnelle. Le plastique PEEK est très facile à traiter et est le matériau de pointe utilisé dans le traitement CNC. En raison de ses performances étonnantes, il est souvent utilisé dans les industries automobile, aérospatiale, médicale et électrique.

Le seul inconvénient est le prix élevé. Néanmoins, si vous avez besoin de hautes performances et d'une grande résistance, vous devez absolument envisager d'utiliser ce matériau. Les performances de ce plastique sont meilleures que celles des métaux utilisés dans les industries chimiques et de transformation. Dans certaines industries, il remplace actuellement des métaux tels que l'acier inoxydable et l'aluminium.

Polycarbonite

Le polycarbonate est l'un des plastiques les plus durables du marché. Il présente une résistance et une rigidité extrêmement élevées aux chocs et conserve sa fonctionnalité sur une large plage de températures. Il est également optiquement transparent et peut être teint en noir si une opacité est nécessaire. Le polycarbonate est le mieux adapté aux applications qui nécessitent des plastiques très résistants ou très résistants ou qui nécessitent une transparence optique. Par conséquent, le polycarbonate est l'un des plastiques les plus couramment utilisés avec le taux de recyclage le plus élevé.

Le polycarbonate pur n'a pas une bonne résistance à l'abrasion et se raye facilement. Si nécessaire, un revêtement anti-rayures et un polissage à la vapeur peuvent être ajoutés lors de l'étape de post-traitement pour améliorer la résistance à l'usure ou la clarté optique.

La durabilité et la transparence du polycarbonate signifient qu'il peut être utilisé pour fabriquer des disques optiques, du verre de sécurité, des conduits de lumière et même du verre pare-balles.

Conseils pour l'usinage CNC du plastique

Machine

Il n'y a pas de machines CNC en plastique. En fait, toutes les machines-outils utilisées pour couper les plastiques sont des outils de travail des métaux. Leur rigidité précise et leur puissance de sortie leur permettent de traiter facilement même les plastiques durcis. La rigidité de la machine à bois est faible, donc l'effet n'est pas bon.

Outil de coupe

Choisir les meilleurs outils de coupe pour les pièces en plastique est une tâche complexe. La raison en est que la composition des plastiques et des matériaux composites varie considérablement. Certains plastiques sont renforcés avec des particules de carbure dur ou contiennent des additifs qui améliorent la flexibilité, la résistance à la chaleur ou d'autres paramètres. Tout cela change la façon dont les plastiques réagissent aux machines.

Les outils de coupe sont principalement en acier rapide, en carbure cémenté, en diamant, etc. Pour couper des plastiques ordinaires, vous pouvez choisir les deux premiers matériaux de coupe. En revanche, l'acier rapide a une meilleure capacité de meulage. Choisissez des outils en acier rapide et meulez-les soigneusement. Le tranchant de l'outil sera plus tranchant, mais sa durabilité est inférieure à celle des outils en carbure cémenté.

Réduisez autant que possible la force de coupe et la température, sélectionnez l'angle de coupe, l'angle de dépouille, l'angle d'attaque, l'angle de tranchant secondaire, le rayon de l'arc de la pointe de l'outil, etc. appropriés pour améliorer la productivité et la durabilité de l'outil et réduire les coûts de traitement. La fraise reste tranchante et gèle le matériau lorsque la rigidité n'est pas suffisante.

Configuration des pièces

Serrez correctement le bloc en plastique pour éviter une pression excessive qui pourrait provoquer une rupture. Il est recommandé d'utiliser un tampon en matériau souple entre le luminaire et la pièce pour éviter de laisser des marques sur la surface.

Un autre problème est la rigidité des pièces. Vous devez faire très attention à la distance entre l'emplacement de forage et l'appareil. Au cours de ce processus, le foret essaiera de tirer la pièce le long de sa rainure. Si la fixation est trop éloignée, le foret réussira, mais il pliera la pièce ou peut en fait arracher la pièce de la fixation.

Minimiser l'effet de puce

Gardez toujours l'outil de coupe en mouvement (évitez de rester trop longtemps au même endroit) pour éviter que les copeaux ne fondent sur les pièces traitées. Un liquide de refroidissement ou de coupe peut être utilisé pour abaisser la température et éliminer les copeaux.

Avance d'usinage

En utilisant une vitesse d'avance plus grande et une vitesse de broche rapide, c'est environ 3 fois l'avance de l'aluminium et la vitesse de coupe correspondante.

Plastique CNC Usinage Service

En raison de la forte demande de pièces en plastique pour la fabrication de prototypes et de pièces en plastique CNC personnalisées, un grand nombre de services d'usinage de plastique CNC ont vu le jour. Ils rendent sans aucun doute le processus de production de toutes les parties plus rapide et plus facile. Si vous avez des projets connexes, n'hésitez pas à télécharger des dessins pour obtenir un devis gratuit de SANS Machining.