Op het gebied van medische apparatuur, consumentenelektronica en de automobielindustrie zijn kunststof onderdelen kerncomponenten van verschillende producten geworden vanwege hun voordelen van lichtgewicht, lage kosten en hoge ontwerpvrijheid. CNC-bewerking van kunststof onderdelen heeft echter altijd voor een lastige uitdaging gestaan — vervorming. Problemen zoals kromtrekken, buigen en maatverschillen leiden niet alleen tot een stijging van het aantal afgekeurde onderdelen, maar kunnen ook de productiecycli vertragen en de kosten verhogen. Als professionele CNC-dienstverlener is Elite Mold Tech al meer dan tien jaar diep geworteld in de industrie. Gericht op de pijnpunten van vervorming bij het bewerken van kunststof, hebben we een full-chain oplossing ontwikkeld, van materiaalvoorbewerking tot levering van eindproducten, die wereldwijde klanten hoogwaardige en stabiele bewerkingsdiensten voor kunststof onderdelen biedt.
Kunststoffen verschillen aanzienlijk van metalen in fysische eigenschappen, waardoor de oorzaken van vervorming tijdens de bewerking complexer worden. Alleen door de hoofdoorzaken nauwkeurig te identificeren, kunnen effectieve tegenmaatregelen worden geformuleerd.
De meeste kunststof grondstoffen (zoals platen en staven) vormen restspanning als gevolg van ongelijke afkoelsnelheden en ongelijke krachten tijdens extrusie of spuitgieten, vergelijkbaar met een samengedrukte veer. Tijdens CNC-bewerking, wanneer de tool een deel van het materiaal verwijdert, wordt de oorspronkelijke spanningsbalans verbroken en drijft de restspanning het resterende materiaal aan om te vervormen:
- Dunwandige onderdelen met een groot oppervlak: Zoals telefoonbehuizingen en instrumentenpanelen, zijn gevoelig voor "zadelvormige" vervorming waarbij het midden uitsteekt en de randen kromtrekken na bewerking;
- Complexe structurele onderdelen: Onderdelen met ribben en gaten kunnen lokale vervorming oplopen als gevolg van ongelijke spanningsafgifte, waarbij de afwijking van de gatpositie 0,2-0,5 mm bereikt.
We kunnen de spanningsverdeling intuïtief observeren via spanningsdetectieapparatuur, wat een nauwkeurige basis vormt voor de daaropvolgende gloeibehandeling.
De thermische geleidbaarheid van kunststoffen is slechts 1/10-1/100 van die van metalen (bijv. de thermische geleidbaarheid van aluminium is 237 W/(m·K), terwijl die van ABS slechts 0,25 W/(m·K) is), en ze hebben lage verzachtingspunten (de meeste kunststoffen verzachten bij 80-150°C). Tijdens de bewerking kan de wrijvingswarmte tussen de tool en het materiaal niet snel worden afgevoerd, wat leidt tot een reeks problemen:
- Lokale smelting: Wanneer de temperatuur in het snijgebied het verzachtingspunt overschrijdt, zullen kunststoffen aan de toolrand blijven plakken om "opgebouwde randen" te vormen, wat resulteert in een overmatige oppervlakteruwheid (Ra-waarde tot 3,2μm of meer);
- Differentiële thermische uitzetting: Ongelijke verwarming in verschillende gebieden van het onderdeel leidt tot een verschil in thermische uitzettingssnelheid van 0,1%-0,5%, en inconsistente krimp na afkoeling veroorzaakt permanente vervorming.
Bijvoorbeeld, bij het bewerken van POM-materialen, als de spiltoerental te hoog is (meer dan 5000 tpm), kan de temperatuur in het snijgebied binnen slechts 10 seconden stijgen tot 120°C, wat resulteert in een maatverschil van meer dan 0,3 mm.
De elasticiteitsmodulus van kunststoffen is veel lager dan die van metalen. De elasticiteitsmodulus van PC is bijvoorbeeld 2,2 GPa, slechts 1/20 van die van staal. De starre klemmethoden die traditioneel worden gebruikt bij metaalbewerking, kunnen gemakkelijk vervorming veroorzaken:
- Enkelpuntsklemming: De geconcentreerde druk die de klem op dunwandige onderdelen uitoefent, veroorzaakt "boogvormig" buigen, met een terugvering van 0,1-0,8 mm na het loslaten;
- Niet-ondersteunde klemming: Bij het bewerken van lange stroken kunststof onderdelen, als alleen de twee uiteinden worden vastgezet, zal het middelste deel doorzakken als gevolg van de snijkracht, wat resulteert in een overmatige afwijking van de rechtlijnigheid na de bewerking.
Een klant gebruikte ooit een bankschroef om PC-platen van 1,5 mm dik vast te klemmen, wat leidde tot een vlakheidsafwijking van 1,2 mm na de bewerking, en alle 200 onderdelen in de batch werden afgekeurd.
Verschillen in eigenschappen van verschillende kunststoffen beïnvloeden direct de bewerkingsstabiliteit, waarbij vochtopname en batchschommelingen de twee belangrijkste factoren zijn:
- Vochtopnamevervorming: Materialen zoals nylon en PEEK hebben een wateropnamesnelheid van 1%-3%. Na het absorberen van vocht zet hun volume uit en krimpen ze na het drogen tijdens de bewerking, wat resulteert in een maatverschil van 0,5%-1%. Nylon 66-onderdelen zullen bijvoorbeeld 0,3 mm in grootte toenemen wanneer ze gedurende 24 uur in een omgeving met 60% vochtigheid worden geplaatst;
- Batchverschillen: Zelfs voor kunststoffen van dezelfde kwaliteit hebben verschillende fabrikanten verschillende zuiverheid van grondstoffen en additievenverhoudingen, wat leidt tot schommelingen in mechanische eigenschappen (bijv. verschil in treksterkte tot 10%), en inconsistente vervorming kan optreden onder dezelfde bewerkingsparameters.
Vertrouwend op een professioneel technisch team, geavanceerde apparatuurconfiguratie en rijke praktijkervaring, hebben we een full-chain vervormingscontrolesysteem gebouwd van "voorbewerking - bewerking - inspectie - nabehandeling", dat op maat gemaakte oplossingen biedt voor verschillende kunststof materialen en structurele onderdelen.
We formuleren gepersonaliseerde gloeiprocessen op basis van materiaaleigenschappen, waardoor moleculaire ketens volledig kunnen ontspannen door langzame verwarming, warmtebehoud en afkoeling:
- PC-materiaal: Houd 2-3 uur op 120°C, controleer de afkoelsnelheid op 5°C/uur, wat de restspanning met meer dan 80% kan verminderen;
- PMMA-materiaal: Houd 4 uur op 80-90°C, waardoor de problemen van "scheuren" en "kromtrekken" na bewerking effectief worden opgelost;
- POM-materiaal: Houd 1-2 uur op 60-70°C, waardoor "restspanningsscheuren" na bewerking worden voorkomen.
We gebruiken programmeerbare gloeiovens met constante temperatuur met een temperatuurregelingsnauwkeurigheid van ±1°C om stabiele gloei-effecten te garanderen.
Voor hygroscopische kunststoffen stellen we een gesloten-lusbeheer op van "opslag - drogen - bewerking":
- Opslagomgeving: Magazijn met constante temperatuur en vochtigheid (temperatuur 20-25°C, vochtigheid 30-40%), uitgerust met ontvochtigers en real-time temperatuur- en vochtigheidsmonitoringsystemen;
- Droogproces: Gebruik heteluchtcirculatiedrogers en pas de parameters aan volgens de materialen:
- Nylon 6/66: Droog gedurende 6-8 uur bij 80-90°C, verminder het vochtgehalte tot onder 0,1%;
- PEEK: Droog gedurende 4-6 uur bij 120-130°C om te zorgen voor geen bellen of uitzetting tijdens de bewerking;
- ABS: Droog gedurende 4 uur bij 70-80°C om "zilverstrepen" op het oppervlak na de bewerking te voorkomen.
Na het drogen worden materialen getest met een vochtmeter en kunnen ze pas in het bewerkingsproces worden opgenomen als ze gekwalificeerd zijn.
Er wordt een uitgebreide prestatietest uitgevoerd voor elke batch binnenkomende grondstoffen:
- Mechanische eigenschappen: Test de treksterkte en buigmodulus via een universele testmachine om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de bewerkingsvereisten;
- Thermische eigenschappen: Test de glasovergangstemperatuur en smelttemperatuur met behulp van een differentiële aftastcalorimeter (DSC) om een basis te vormen voor het instellen van snijparameters;
- Uiterlijk en afmetingen: Controleer op krassen en onzuiverheden op het oppervlak van de grondstof en meet de diktetolerantie van de plaat om uniformiteit te garanderen.
We laten de "one-size-fits-all" parameterinstelling achter ons en passen oplossingen aan op basis van de hardheid, slijtvastheid en thermische gevoeligheid van kunststoffen:
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
