Obróbka CNC tworzyw sztucznych

| Technika

W szeroko rozumianym przemyśle dużą rolę odgrywają urządzenia programowalne, cechujące się wysoką powtarzalnością i niezawodnością. Chcąc wykonać jakiś precyzyjny element (lub serię takich elementów), jak kątownik albo tuleja, nie tylko trzeba go dokładnie zaprojektować, ale i wykonać. Stąd wynika duża popularność obrabiarek CNC, pozwalających na szybkie i tanie wykonanie takich części.

Obróbka CNC tworzyw sztucznych

Czym jest obróbka CNC?

Terminem tym określa się wszystkie operacje związane z obróbką materiału za pomocą urządzeń sterowanych komputerowo, do których zalicza się głównie frezarki i tokarki. Żądany obiekt należy najpierw zaprojektować – służą do tego programy typu CAD, w których dodatkowo przeprowadza się wstępną symulację obróbki. Dzięki modułowi "Manufacturing" w programie Siemens NX dobiera się odpowiednie narzędzia (frezy, wiertła, nawiertaki), programuje kolejność i rodzaj obróbki (skrawanie, toczenie, wiercenie), a także ustala jej dokładność (zgrubna, dokładna). Tak przygotowaną symulację zapisuje się w języku programowania GRIP i wysyła do maszyny CNC. Efektem jest uzyskanie żądanego przedmiotu wykonanego z dużą dokładnością.

Obrabiarka CNC

Sama maszyna CNC składa się ze stołu, na którym umieszcza się próbkę materiału. Nad stołem znajduje się automatycznie sterowane ramię z zamontowanym na dole uchwytem. Gdy symulacja została dobrze przygotowana, to ramię samo wybierze potrzebne w danej chwili narzędzie i przeprowadzi żądaną obróbkę. Całość otoczona jest osłoną, zapobiegającą wydostaniu się wiórów i innych pozostałości. Maszyną CNC steruje się za pomocą panelu zamontowanego z przodu urządzenia – tam również można podłączyć przenośny dysk USB (na przykład pendrive), na którym znajduje się kod programu.

Istnieje wiele różnych klas urządzeń wykonujących obróbkę materiału, ale najpopularniejszy podział to ten ze względu na liczbę osi pracy obrabiarki. Aktualnie najbardziej pożądane są maszyny pięcioosiowe, oferujące wysoką dokładność i szeroki zakres prac.

Co można poddać obróbce CNC?

Wybór materiału do obróbki CNC zależy od potrzeb klienta. Musi wytrzymać określone obciążenia mechaniczne lub ma przepracować odpowiednią liczbę cykli. Oprócz wszelkiego rodzaju stopów metali dużą popularność zyskują też tworzywa sztuczne. Wśród najpopularniejszych możemy znaleźć:

  • poliamidy – cechuje je duża sztywność i wytrzymałość mechaniczna, są odporne na ścieranie, przez co nadają się na elementy przekładni (koła zębate). Dodatkowo, dzięki modyfikacji z olejem mineralnym podczas procesu polimeryzacji, części wykonane z tego materiału są samosmarowalne, co ułatwia dalszą eksploatację całego urządzenia. Oprócz tego, dzięki swoim właściwościom, poliamidy nadają się do obróbki skrawaniem.

  • PET – części wykonane z tego tworzywa odznaczają się dużą sztywnością i stabilnością wymiarów, a także mają bardzo niski współczynnik tarcia. Sprawdzają się w miejscach, gdzie panują trudne warunki środowiskowe i narażone są na wilgoć czy działania kwasów.

  • POM-C – tworzywo to idealnie nadaje się do wytwarzania elementów, które pracują w zmiennych obciążeniach. Ze względu na niską wchłanialność wilgoci materiał ten może pracować w środowiskach mokrych. Tworzywo to nadaje się do obróbki skrawaniem.

  • PEEK – półkrystaliczne, termoplastyczne tworzywo do pracy nawet w bardzo nieprzyjaznych warunkach środowiskowych. Dzięki dużej odporności na zużycie cierne i niskiemu współczynnikowi tarcia można wykonywać z niego łożyska ślizgowe, koła zębate czy prowadnice łańcuchowe. PEEK nadają się też do obróbki metodą CNC – zazwyczaj dostępny jest on w formie półproduktów w różnych kształtach.

  • Poliwęglan (PC) – bezpostaciowe, termoplastyczne tworzywo, które cechuje wysoka przezroczystość. Często można natrafić też na zmodyfikowany poliwęglan (tzw. kanalikowy), który ma dużą odporność na UV. PC jest bardzo odporne na obciążenia dynamiczne, a dzięki temu, że nie kruszy się i nie odpryskuje, idealnie nadaje się do obróbki metodą CNC. Inne materiały do takich zastosowań to: POM-H, polietylen, PMMA-Plexi i PVC.

Formowanie wtryskowe czy obróbka w maszynie CNC?

Równolegle do obróbki CNC rozwija się także technika formowania wtryskowego, w której, podobnie jak w pierwszej z wymienionych metod, również trzeba zaprojektować przedmiot, a następnie zaprogramować maszynę, by go wykonała. Jest to jednak pracochłonne i zabiera znacznie więcej czasu niż obróbka skrawaniem, a ponadto z jednej formy wychodzi tylko jeden detal. Za pomocą CNC można wykonać dowolną liczbę elementów w krótkim czasie oraz szybko zmieniać rozmiary. Nie bez znaczenia jest też to, że obróbka CNC zapewnia dużą powtarzalność.


TME

Zobacz również