ABS, POM или ПК: какой пластик лучше всего подходит для обработки на станках с ЧПУ?

Быстрый ответ: 

Не существует единственного лучшего пластика для каждого проекта с ЧПУ. Выбирайте ABS  для экономичных корпусов, прототипов и непрозрачных косметических деталей. Выбирайте POM Delrin  для изготовления износостойких компонентов с низким коэффициентом трения, таких как шестерни, втулки и прецизионные механизмы. Выбирайте поликарбонат (ПК)  для прозрачных защитных ограждений, ударопрочных крышек и для применений, требующих более высоких тепловых характеристик. Выбор подходящего материала зависит от функции детали, условий эксплуатации, требований к допускам, требований к поверхности и риска обработки.

Для инженеров и менеджеров по закупкам выбор материала — это больше, чем просто сравнение технических данных. Неправильный пластик может увеличить время обработки, риск брака, затраты на отделку и риск долгосрочного отказа. В этом руководстве сравниваются ABS, POM и ПК  с практической точки зрения обработки на станках с ЧПУ.

Краткий обзор ABS, POM и ПК

Выбирайте ABS для корпусов и прототипов

ABS — это универсальный инженерный пластик для электронных корпусов, прототипов автомобильных салонов, промышленных крышек, корпусов роботов, приспособлений и компонентов потребительских товаров. Он сочетает в себе ударопрочность, жесткость, электроизоляцию, качество поверхности и низкую стоимость материала.

Когда ABS — правильный выбор

Выбирайте АБС для:

·  Корпуса для печатных плат и электронные корпуса

·  Функциональные прототипы перед литьем под давлением

·  Детали для разработки салона автомобиля

·  Легкие чехлы роботов и детали для укладки кабелей

·  Промышленные панели и защитные чехлы

·  Косметические детали, требующие покраски, гравировки или текстурирования.

·  Мелкосерийное производство с частыми изменениями конструкции

Обработка ABS на станке с ЧПУ исключает необходимость использования специальных инструментов для литья под давлением, поэтому инженеры могут обновлять расположение разъемов, особенности монтажа, толщину стенок, вентиляционные отверстия и интерфейсы сборки, не меняя форму.

Проблемы обработки АБС

ABS может размягчиться или расплавиться, если на режущей кромке накапливается тепло. Тупые инструменты, низкие скорости подачи, плохая эвакуация стружки и чрезмерное зацепление инструмента могут привести к размазыванию, глянцевым кромкам, заусенцам и налипаниям пластика.

Большие плоские детали, глубокие карманы и тонкостенные корпуса также могут деформироваться после обработки из-за остаточного напряжения заготовки или чрезмерной силы зажима.

Решение для обработки АБС

Используйте острые полированные твердосплавные инструменты, эффективную продувку воздухом, стабильную фиксацию заготовки и сбалансированные параметры резания. Для более крупных компонентов или компонентов с жесткими допусками сначала выполните черновую обработку детали, дайте ей стабилизироваться, а затем повторно зафиксируйте с небольшим усилием для окончательной обработки.

Выбирайте POM Delrin для прецизионных движущихся деталей

При сравнении ABS и Delrin  POM обычно является лучшим выбором для механических компонентов, которым требуется низкое трение, износостойкость, жесткость и стабильность размеров.

Когда ПОМ — правильный выбор

ПОМ Делрин обычно используется для:

·  Шестерни и звездочки

·  Втулки и подшипникоподобные компоненты

·  Ролики и направляющие блоки

·  Детали клапанов

·  Прецизионные проставки и фиксирующие компоненты

·  Роботизированные соединения и детали управления движением

·  Раздвижные механизмы и промышленные изнашиваемые детали

POM обеспечивает чистоту станков и хорошо подходит для точных функциональных характеристик. Низкое поглощение влаги также делает его более стабильным, чем нейлон, при изменении влажности.

Проблемы обработки ПОМ

POM, как правило, щаден при обработке на станках с ЧПУ, но тонкие ребра, длинные неподдерживаемые стенки и тонкие детали все равно могут перемещаться под давлением резания. Он также имеет отделку с низкой поверхностной энергией, что затрудняет покраску и склеивание, чем ABS.

Для деталей, требующих многократного крепления, используйте резьбовые вставки из латуни или нержавеющей стали вместо пластиковой резьбы с прямой резьбой.

Выбирайте POM вместо ABS, когда трение, износ, точность движения и долговременная стабильность размеров важнее, чем возможность окраски, низкая стоимость материала или косметическая отделка.

Выбирайте поликарбонат для прозрачных и ударопрочных деталей.

При сравнении АБС и поликарбоната  ПК является предпочтительным материалом, когда важны прозрачность, высокая ударопрочность или более высокие тепловые характеристики.

Когда ПК — правильный выбор

Поликарбонат обычно используется для:

·  Прозрачные ограждения машины и защитные щитки

·  Смотровые окна и крышки витрин

·  Прозрачные защитные крышки и рассеиватели света

·  Корпуса медицинского оборудования, требующие видимости

·  Ударопрочные электронные корпуса

·  Автомобильные защитные компоненты

·  Прочные чехлы для потребительских товаров

ПК часто является единственным практическим выбором, когда пользователям необходимо видеть деталь насквозь, сохраняя при этом защитные характеристики. ABS не может обеспечить такую ​​же оптическую прозрачность.

Проблемы обработки ПК

Поликарбонат требует большего контроля процесса, чем ABS или POM. Он чувствителен к локальному нагреву, острым внутренним углам, агрессивному зажиму и высокому давлению резания. Некачественная механическая обработка может привести к побелению под напряжением, царапинам, трещинам на кромках или деформации после механической обработки.

К прозрачным деталям ПК также предъявляются более строгие косметические требования, поскольку следы от инструментов и царапины от обработки хорошо заметны. Используйте острые инструменты, контролируемый отвод стружки, консервативную глубину резания, большие внутренние радиусы и фиксацию с низким напряжением.

Выбирайте ПК вместо АБС, когда прозрачность или высокая ударопрочность являются непреложными требованиями.

Выбор материалов по применению

Проблемы обработки с ЧПУ и технические решения

Контроль нагрева и стружки

Все три пластика по-разному реагируют на резку:

·  АБС-пластик:  может размазываться или плавиться при трении инструмента, вместо того, чтобы образовывать чистую стружку.

·  ПОМ:  Обычно обрабатывается чисто, но может отклоняться в неподдерживаемых тонких секциях.

·  ПК:  При чрезмерном нагреве и давлении резания могут возникнуть внутренние напряжения, побеление или трещины.

Используйте острые твердосплавные фрезы, короткий вылет инструмента, эффективную эвакуацию стружки, а также подачу, скорость и глубину резания в зависимости от материала. Продувка воздухом часто бывает полезна, поскольку она удаляет стружку и ограничивает локальное накопление тепла.

Крепление и зажим

Пластиковые детали могут деформироваться при зажатии. Обработка сжатой заготовки может привести к тому, что деталь будет двигаться после освобождения и не будет соответствовать требованиям плоскостности, положения отверстия или сборки.

Используйте мягкие губки, специальные гнезда, широкие опорные поверхности, расходные крепежные пластины или вакуумные приспособления для подходящих плоских деталей. Применяйте только минимальное усилие зажима, необходимое для стабильной резки.

Допуски и рекомендации DFM

Оставьте жесткие допуски для функциональных интерфейсов, элементов крепления, расположения подшипников, уплотнительных поверхностей и базовых точек сборки. Жесткие допуски повсюду увеличивают время обработки, затраты на контроль и риск брака, но при этом не обязательно улучшаются характеристики детали.

Для больших плоских или чувствительных к напряжению деталей окончательное измерение следует проводить после того, как деталь стабилизируется при контролируемой комнатной температуре.

Учитывайте общую стоимость, а не только цену материала

Самое дешевое сырье не всегда является самой дешевой готовой деталью. Общая стоимость включает в себя стоимость материала, время цикла обработки, крепеж, риск брака, отделку, проверку и будущие изменения в конструкции.

ABS часто является наиболее экономичным выбором для непрозрачных корпусов и прототипов, поскольку он эффективно обрабатывается и обеспечивает легкую косметическую отделку. ПОМ может стоить дороже, но может снизить риск износа и отказа движущихся компонентов. ПК может потребовать более медленной обработки и дополнительной отделки, но это необходимо, когда требуется хорошая видимость или высокая ударопрочность.

Часто задаваемые вопросы

1. Вопрос: POM лучше, чем ABS, для обработки на станках с ЧПУ?
О: ПОМ лучше подходит для скользящих компонентов и изнашиваемых деталей зубчатых втулок. ABS часто лучше подходит для экономичных прототипов корпусов и окрашенных косметических деталей.

2В: Поликарбонат сложнее обрабатывать, чем АБС?
А: Да. Поликарбонат требует более тщательного контроля температуры при монтаже и отделке, поскольку он более склонен к растрескиванию под воздействием отбеливания и видимым царапинам.

3В: Какой пластик лучше всего подходит для зубчатых колес, обработанных на станках с ЧПУ?
О: POM Delrin часто является лучшим выбором из-за его низкой износостойкости и стабильности размеров.

4В: Какой материал лучше для электронных корпусов: АБС или ПК?
О: ABS обычно является практичным выбором для стандартных непрозрачных корпусов. Выбирайте ПК, когда требуется прозрачность или повышенная ударопрочность.

Получите бесплатный обзор DFM по обработке пластика с ЧПУ

Dawang Precision имеет 26-летний опыт производства и управляет более чем 400 современными станками, включая пятиосное оборудование с ЧПУ Roders и Mazak. Мы поддерживаем обработку пластмасс с ЧПУ для робототехники, автомобилестроения, электроники, корпусов медицинского оборудования и промышленных компонентов.

Отправьте свой чертеж в формате STEP или PDF нашей команде инженеров для бесплатной оценки DFM. Мы проверим пригодность материала, возможность обработки, риск допуска, требования к поверхности и производственную стратегию — и ответим в течение 24 часов..