دليل كامل لتصنيع أجزاء البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي

قطع البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي

تدعم عمليات تصنيع أجزاء البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي (CNC) أنواعًا مختلفة من الأجزاء البلاستيكية في مراحل متعددة. تُصنع هذه المواد البلاستيكية النماذج الأولية، أو وحدات الاختبار، أو مكونات الاستخدام النهائي.

أحيانًا يكون البلاستيك أسهل للآلات من المعادن. ومع ذلك، فإن العديد منها يُعطي نتائج أفضل من الطباعة ثلاثية الأبعاد والقولبة بالحقن. وهذا ينطبق على الأشكال البسيطة والكميات الصغيرة.

بعض قطع الآلات البلاستيكية تقاوم التعب والصدمات والتآكل. أما قطع أخرى، مثل ABS، فهي أسهل في التصنيع وملائمة للاختبارات منخفضة التكلفة.

بلاستيك سي ان سي كما أنها خفيفة الوزن ومستقرة كيميائيًا. كما أنها مقاومة للرطوبة والتآكل والحرارة ضمن حدود معينة.

يعتمد اختيار المواد على وظيفة منتجك وحجمه. يجب أن تتوافق التفاوتات، وتشطيب السطح، والاحتياجات الهيكلية مع خصائص المادة.

يُعدّ تصنيع البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي خيارًا مثاليًا إذا كان تصميمك يلبي المعايير وخصائص المنتج. فهو يوفر السرعة والدقة والمرونة أثناء التطوير.

 

متى يجب عليك استخدام أجزاء البلاستيك CNC؟

قطع بلاستيكية آلية للعرض

يُعد البلاستيك خيارًا حكيمًا لمشاريع التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) منخفضة ومتوسطة الحجم، وخاصةً للنماذج الأولية والأجزاء المُخصصة. فهو الخيار الأمثل لكلٍّ من النماذج الأولية وأجزاء الإنتاج.

يمكن تشكيل البلاستيك بأشكال دقيقة ومعقدة كالمعادن، ولكن بخصائص مميزة. فهي غالبًا ما تكون خفيفة الوزن، ومستقرة، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للمواد الكيميائية.

الأكثر شيوعا هي الأكريليك، والنايلون، وPTFE، والبولي كربونات. تتمتع جميع المواد بقوى مختلفة اعتمادًا على التطبيق.

اختر بناءً على الوظيفة والسعر والتشطيب. يجب أن تأخذ عملية التصنيع في الاعتبار الأحمال الميكانيكية وحدود الحرارة والتفاوتات. (انظر أيضًا: المعدن مقابل البلاستيك)

أفضل أنواع البلاستيك للتصنيع

اختيار البلاستيك المناسب مواد CNC يُعدّ البلاستيك عنصرًا أساسيًا في مشاريع التصنيع. تتميز أنواع البلاستيك المختلفة بخصائص قوة وتطبيقات فريدة. فيما يلي قائمة بعشرة أنواع شائعة الاستخدام في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يتميز كل بلاستيك قابل للتصنيع بخصائص تجعله مناسبًا لأجزاء وبيئات محددة.

نوع البلاستيك الشائع المصنّع باستخدام آلات CNC

البلاستيك المقاوم للصدمات

البلاستيك المقاوم للحرارة

بلاستيك مقاوم للأشعة فوق البنفسجية

البلاستيك المقاوم للمواد الكيميائية

مواد لدائن حرارية للتصنيع

بالحرارة مقابل اللدائن الحرارية

مكونات البلاستيك الهندسية

البلاستيكات المصنعة باستخدام الحاسب الآلي الشائعة

• أكريليك (PMMA)

• بولي كربونات (PC)

• نايلون (PA)

• عضلات المعده

• دلرين (بوم)

• PTFE

• HDPE

• البولي بروبيلين (ب)

• مواد PVC
• PEI

1. تصنيع الأكريليك (PMMA) باستخدام الحاسب الآلي

جزء أكريليك مُصنع باستخدام الحاسب الآلي

الأكريليك هو شفاف مثل الزجاجولكنه أخف وزنًا وأكثر صلابة. يُشَغَّل جيدًا ويترك سطحًا نظيفًا ومتجانسًا. علاوة على ذلك، فهو هش، ويجب أن تكون سرعة قطعه أبطأ لمنع مشاكل التشقق. الأكريليك مناسب لـ العلامات، وأغطية الإضاءة، ونوافذ العرض، والأجزاء البصرية.

2. تصنيع البولي كربونات باستخدام الحاسب الآلي (CNC)

البولي كربونات أقوى بكثير من الأكريليك. يتحمل الصدمات بشدة ولا يتشقق بسهولة. مع ذلك، يتطلب تشكيله أدوات حادة وتراكمًا حراريًا أقل لمنع التعكر. يُنصح باستخدامه في ألواح السلامة، والواقيات، والأغطية حيثما تكون القوة مطلوبة.

3. تصنيع النايلون (PA) باستخدام الحاسب الآلي

النايلون متين ومرن ومقاوم للتآكل. وهو مناسب للأجزاء المتحركة نظرًا لقدرته على التحمل. الاحتكاك والإجهادالنايلون يمتص الرطوبة، مما قد يُسبب اختلافات في الأبعاد. لذا، جففه قبل التشغيل. مكونات النايلون النموذجية هي: التروس والبطانات والبكرات.

4. ABS التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

طحن ABS CNC

ABS مادة رخيصة الثمن، ويمكن تشكيلها بسهولة نسبية. فهي تقطع وتحافظ على شكلها، وتتميز بتشطيب ممتاز. ويمكن استخدامها في المجالات التي تتطلب قوة ومظهرًا جماليًا. تناسب آلات ABS CNC العلب والأغطية والمرفقات والنماذج الأولية.

5. ديلرين (POM) التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

الديلرين (POM) هو بلاستيك هندسي صلب، منخفض الاحتكاك، وعالي الأداء. تعمل الآلات بكفاءة عالية، ويمكن تصنيعه بتفاوتات دقيقة، مما يمنحه سطحًا نظيفًا. يُستخدم الديلرين عادةً في المكونات الدقيقة مثل التروس ومكونات الصمامات والتجمعات المتحركة، والتي تتطلب الدقة والملاءمة والصلابة.

6. تصنيع PTFE (تيفلون) باستخدام الحاسب الآلي

PTFE هو مادة جيدة جدًا زلق ومقاوم للمواد الكيميائية والحرارةنظرًا لكونها لينة، يُنصح باستخدام أدوات حادة وبطيئة التغذية لتجنب التمزق والتشوه. يُعدّ PTFE الخيار الأمثل للأختام والبطانات والأجزاء الأخرى التي تعمل في بيئة آمنة للمواد الكيميائية والأغذية.

7. تصنيع البولي إيثيلين عالي الكثافة باستخدام الحاسب الآلي

HDPE التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

يتميز البولي إيثيلين عالي الكثافة بخفة وزنه ومقاومته للماء والمواد الكيميائية، كما يتميز بمتانة ممتازة للصدمات، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الشاقة. يسهل تشكيله، ولكنه قد يتشوه تحت تأثير الحرارة، لذا فإن التبريد ضروري. يُستخدم البولي إيثيلين عالي الكثافة عادةً في الخزانات والصواني وألواح التقطيع والأجزاء الخارجية.

8. تصنيع البولي بروبيلين (PP) باستخدام الحاسب الآلي

البولي بروبيلين شبه مرن ولا يسبب إجهادًا. مقاوم للتآكل والاهتزاز. تصنيعه دقيق، ويجب أن يكون ضغط المشبك منخفضًا. يُستخدم في المفصلات، والحاويات الكيميائية، ومعدات المختبرات.

9. تصنيع PVC CNC

يُعدّ البولي فينيل كلوريد (PVC) خيارًا ممتازًا لتصنيع البلاستيك. فهو مستقر ومقاوم للمواد الكيميائية، وسهل التشغيل، ولكنه قد يُطلق أبخرة، لذا يُنصح بتهوية جيدة. تصنيع PVC ينطبق على الإسكانات الصناعية، والتجهيزات، وكتل العزل، والمكونات الهيكلية الأخرى.

10. PEI (Ultem) CNC Machining

PEI هو بلاستيك عالي القوة ومقاوم للحرارة، يُنظف آليًا بتحمل دقيق. يتحمل الظروف القاسية، ويتميز بالدقة. يُستخدم عادةً في مكونات الطيران والفضاء، والأجهزة الطبية، والكهرباء التي تتطلب أداءً عاليًا.

فيما يلي نظرة عامة شاملة على طرق تصنيع البلاستيك المختلفة وتطبيقاتها الصناعية المتنوعة. 

طاولات : عمليات وتطبيقات تصنيع البلاستيك

بلاستيك/ نوع البوليمر	أنواع عمليات التشغيل المناسبة	تطبيقات صناعية
ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستيرين)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، الخراطة باستخدام الحاسب الآلي، الطباعة ثلاثية الأبعاد	النماذج الأولية والسيارات والسلع الاستهلاكية
أكريليك أو PMMA	الطحن باستخدام الحاسوب، الخراطة باستخدام الحاسوب، القطع بالليزر	اللافتات، وحالات العرض، والمكونات البصرية
نايلون	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، والخراطة باستخدام الحاسب الآلي، والقطع بنفث الماء	التروس والمحامل والمكونات الميكانيكية
بولي كربونات (PC)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، تحول باستخدام الحاسب الآلي، التشكيل الحراري	السيارات والإلكترونيات ومعدات السلامة مثل النظارات والأجهزة الطبية.
البولي ايثيلين (PE)	الطحن باستخدام الحاسوب، الخراطة باستخدام الحاسوب، البثق	التعبئة والتغليف، الأجزاء البلاستيكية، الأنابيب
البولي بروبيلين (ب)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، والخراطة باستخدام الحاسب الآلي، وقولبة الحقن	السيارات والأجهزة الطبية والتغليف
POM	الطحن باستخدام الحاسوب، الخراطة باستخدام الحاسوب، التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM)	التروس، المحامل، الصمامات
بولي كلوريد الفينيل (البولي فينيل كلورايد)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، تحول باستخدام الحاسب الآلي، صب الضغط	البناء والأنابيب وملامح النوافذ
نظرة خاطفة (بولي إيثر كيتون)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، والخراطة باستخدام الحاسب الآلي، وقولبة الحقن	الفضاء الجوي والأجهزة الطبية
PET (بولي إيثيلين تيريفثاليت)	الطحن باستخدام الحاسب الآلي، تحول باستخدام الحاسب الآلي، ضربة صب	الزجاجات والتغليف والمنسوجات

تقنيات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للأجزاء البلاستيكية

العديد من عمليات التشغيل الآلي مناسبة لقطع بلاستيكية متعددة تعمل بالتحكم الرقمي. لكل تقنية خصائصها الفريدة. الإعداد والأدوات وقواعد القطع. عندما تعرف كيفية استخدامها، ستكون آمنًا من خلال عدم التعرض للتوتر، أو الحصول على تشطيب سيئ، أو إفساد الأجزاء. 

فيما يلي بعض الإجراءات الثلاثة المتكررة المستخدمة في تصنيع البلاستيك.

1. تحويل البلاستيك باستخدام ماكينات CNC

تحويل البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي

في الخراطة باستخدام الحاسب الآلي، تُثبّت كتلة البلاستيك، ثم تدور الأداة حولها لتشكيلها. تُجرى عملية الخراطة باستخدام أداة قطع. وهي طريقة عملية للأجزاء الدائرية والأسطوانية.

يجب استخدام أدوات حادة ومصقولة من الكربيد أو الفولاذ عالي السرعة، ويجب تنظيف الرقائق جيدًا لتجنب الذوبان أو عيوب السطح. زاوية أشعل النار يجب أن يُقلل النقش والاحتكاك. يُحصل على تشطيب عالي الجودة، وسطح أملس للأداة يمنع التصاق المادة.

تتراوح معدلات التغذية النموذجية بين 0.005 و0.015 بوصة/لفة، حسب صلابة المادة وحساسيتها الحرارية. يُنصح دائمًا بتغيير زوايا الأدوات حسب نوع البلاستيك المستخدم.

2. طحن البلاستيك باستخدام معدات CNC

تتضمن عملية الطحن باستخدام الحاسب الآلي (CNC) استخدام أداة دوارة لإزالة المواد من السطح. تتحرك الآلة البسيطة في ثلاثة اتجاهات. أما الآلات الأكثر تعقيدًا، فتتحرك في اتجاهات أبعد لمعالجة أجزاء دقيقة.

عند طحن البلاستيك المقوى بالألياف، استخدم أدوات كربونية. استخدم أنظمة تثبيت منخفضة الضغط وطاولات تفريغ لتثبيت قطع العمل البلاستيكية بإحكام دون التسبب في تشوهها. الزوايا المستديرة من الداخل تمنع ظهور نقاط ضعف أو شقوق دقيقة.

3. حفر البلاستيك باستخدام آلات CNC

يتضمن الحفر باستخدام الحاسب الآلي تدريبات الدوران لعمل ثقوب في كتلة بلاستيكية. يغوص في المادة ويقطعها بالعمق المطلوب.

استخدم أدوات حادة للحفر. مملة ومملة تُولّد حرارة، وتتلف القطعة. في معظم أنواع البلاستيك، تُستخدم القطع ذات زاوية نقطة من 90 إلى 118 درجة يجب استخدامه. يتطلب حفر الأكريليك زاوية ميل صفرية أو سالبة لتقليل التشقق والتقطيع أثناء العملية.

حافظ على عمق الحفرة قصيرًا. يمكنك الحفاظ عليه حوالي 3 أو 4 مرات عرض المثقاب. خفّض السرعة قرب زر الثقب لتجنب الإجهاد والشقوق.

 

أين يتم استخدام أجزاء البلاستيك CNC بشكل شائع؟

تُعدّ المواد البلاستيكية مفيدة في معظم الصناعات. تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات لخفة وزنها ومقاومتها للتآكل وتعدد استخداماتها. ولذلك، فهي مناسبة للأجزاء البسيطة والمعقدة.

سيارات

إطارات وحدات السيارة الأمامية CNC

تُستخدم ماكينات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) على نطاق واسع في قطع غيار السيارات لتقليل الوزن. تشمل هذه القطع البلاستيكية الفعّالة المُصنّعة آليًا في السيارات: المشابك والقص والألواح. المادة متينة ضد الحرارة والاهتزاز.

فضاء

يتم استخدام أجزاء CNC البلاستيكية لصنع ولاعة طائرة. يتم تطبيقها في الألواح والأغطية وأجزاء الدعم. وهذه مواد مقاومة للحرارة كما أنها مستقرة مع مرور الوقت.

خدمات الطبية

قطع غيار CNC الطبية

يتم توفير المعدات الطبية باستخدام مواد آمنة ونظيفة. وتشمل: الأدوات، العلب، وأدلة مصنوعة من البلاستيك. معظمها سهل التعقيم والتشغيل الآلي.

الإلكترونيات وشاشات العرض الرقمية

الدوائر مُغلَّفة بالبلاستيك، ويتم التحكم في الحرارة. تُطبَّق في أغلفة الأجهزة والحوامل والموصلاتوتعمل المادة أيضًا كعازل للكهرباء.

المنتجات الاستهلاكية

يوجد البلاستيك في الأشياء التي نستخدمها يوميًا. ويتراوح هذا من السلع المنزلية والألعاب والمعداتيمكن إنتاجه بسهولة، وهو مرن، وأرخص سعرًا.

 

خيارات ما بعد التصنيع والتشطيب للبلاستيك

عادةً ما تخضع قطع البلاستيك المُدارة بالتحكم الرقمي (CNC) لعمليات لاحقة بعد التشغيل الآلي. تُحسّن هذه العمليات جودة الأسطح، ومتانتها، وأداء القطعة. يعتمد اختيار الطريقة المناسبة على أداء القطعة ومادتها.

إزالة النتوءات وتنعيم الحواف

هناك احتمالات أن التصنيع يخلق حواف حادة أو نتوءات صغيرة. قد تؤثر هذه على الملاءمة والسلامة. إزالة النتوءات هي إزالة الحواف الحادة باستخدام مواد أو أدوات. هذا يجعل جانبك من القطعة ينزلق ويعمل كما ينبغي.

طلاء

تلميع الأجزاء البلاستيكية

يُحسّن التلميع مظهر ووضوح أسطح قطع CNC البلاستيكية. عادةً ما تُصقل قطع الأكريليك/البولي كربونات. يصبح السطح أملسًا، ويمنع تراكم الأوساخ والتوتر عند استخدامه.

الطلاء أو الطلاء

تتطلب بعض الأقسام لونًا أو حماية إضافية. يمكن للطلاء أو الطلاءات، أو المواد المقاومة للتآكل، أن تُحسّن المظهر. تأكد من عدم تفاعل البلاستيك المستخدم مع مادة الطلاء.

المعالجة الحرارية

يمكن أن يُخفف التلدين لبعض أنواع البلاستيك بعد التشغيل الآلي من الضغوط الداخلية ويُحسّن ثبات الأبعاد. هذا يُزيل الضغوط ويُعزز الثبات. وهو شائع في الأجزاء ذات ضيق التحمل ولا يمكن ثنيها عند استخدامها.

تنظيف بالموجات فوق الصوتية

هناك احتمال لتراكم الغبار أو الشقوق على الأجزاء البلاستيكية أثناء التشغيل. التنظيف بالموجات فوق الصوتية غير مدمر، ويزيل الجزيئات الصغيرة. وهو ناعم ومناسب للمكونات الطبية والبصرية.

إدخال الخيط

يمكن استخدام الحشوات الملولبة لتثبيت القطعة. تُثبّت هذه الحشوات في البلاستيك باستخدام تقنيات الحرارة والموجات فوق الصوتية، مما يوفر خيوطًا متينة قابلة لإعادة الاستخدام ولا تتشقق.

الترابط والتجمع

قد يكون الترابط عبارة عن مواد لاصقة أو مواد تثبيت بالضغط. يُقوّي الترابط عالي الجودة القطعة ويحافظ عليها في مكانها الصحيح ويعمل بكفاءة.

تصنيع البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي: التحديات والعوامل التي يجب مراعاتها

تختلف عملية تشكيل البلاستيك عن عملية تشكيل المعادن. فهي تُثير مشكلات خاصة تؤثر على الجودة. تكلفة الأجزاء البلاستيكيةوالأداء. إن معرفة هذه العوامل ستساعدك على تجنب المشاكل والتخطيط لتحقيق نتائج أفضل.

حركة المواد من الحرارة

يمكن أن يتمدد البلاستيك ويتشوه عند تسخينه، مما يؤثر على دقة القطعة وشكلها. يُنصح بالحفاظ على انخفاض الحرارة باستخدام سرعات منخفضة وأدوات حادة.

اختيار الأداة وارتداءها

قد يؤدي الاستخدام غير الصحيح للأدوات إلى كسر القطعة. تتطلب المواد البلاستيكية أدوات قطع بزاوية ميل مناسبة. المواد المملوءة بالألياف تُسبب بهتان الأدوات بسرعة، لذا احرص على فحصها باستمرار.

التثبيت والتثبيت

المواد البلاستيكية لينة، لذا يُعدّ ضغط التثبيت ضروريًا. قد تُسبب القوة المفرطة تشوه القطعة. يجب تثبيت القطعة بفكوك لينة أو مثبتات خاصة.

التحكم في تشطيب السطح

يمكن خدش المواد البلاستيكية الأخرى بسهولة، وقد تذوب عند حافة الأداة. قد يؤدي ذلك إلى ترك أسطح خشنة أو غير مستوية. يجب التحكم في معدل التغذية، واستخدام أدوات مصقولة.

إزالة رقاقة

لا يتكسر البلاستيك إلى شظايا صغيرة كالمعادن. قد يُحدث تراكم الخيوط الطويلة احتكاكًا. استخدم كسارات شظايا جيدة ونفخ الهواء للتخلص من النفايات.

حساسية الرطوبة

بعض أنواع البلاستيك تمتص الرطوبة من الهواء، مما قد يؤدي إلى اختلافات في الحجم أو تشققات إجهادية. يمكن إجراء المعالجة الآلية بعد تجفيف المادة عند الحاجة.

قضايا التسامح الصارمة

يُعدّ الالتزام بحدود تحمّل دقيقة أكثر صعوبة في بعض أنواع البلاستيك بسبب التمدد الحراري. حدّد حدود تحمّل واقعية تتوافق مع سلوك المادة.

 

تصنيع البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي باستخدام تقنية Boda

تتطلب أجزاء الآلات البلاستيكية المُشغَّلة باستخدام الحاسب الآلي (CNC) تخطيطًا دقيقًا. تُعد النصائح المُشاركة في هذا الدليل نقطة انطلاق ممتازة. مع ذلك، يختلف كل جزء عن الآخر، وقد تتطلب بعض المشاريع حلولاً مُخصصة.

في برولين تك، نساعدك على اختيار المسار الصحيح من خلال خدمة تصنيع البلاستيكيقوم فريقنا بدراسة تصميمك وموادك واستخدامك النهائي لتوجيه كل قرار.

نحن ندعمك في كل خطوة من خطوات الآلات البلاستيكية نركز على الجودة والسرعة والتكلفة، بدءًا من فحوصات التصميم المبكرة وحتى الإنتاج النهائي.

إذا كنت مستعدًا للبدء، تواصل معنا اليوم. نحن هنا لمساعدتك في إضفاء الحيوية على قطعك البلاستيكية بدقة وعناية.