CNC-Fräsen von Thermoplasten
Polypropylen oder PP wird häufig verwendet thermoplastisches Material über den Globus. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Kunststoffverpackungen, die Herstellung von Kunststoffteilen für Maschinen und Geräte und sogar Fasern und Textilien. Andererseits erfreut sich Polyurethan aufgrund seiner gleichbleibenden Eigenschaften immer größerer Beliebtheit in der industriellen Produktion. Es ist bekannt für seine Festigkeit und gleichzeitig im Vergleich zu anderen Materialien relativ leicht. Aufgrund seiner chemischen Beständigkeit gegenüber verschiedenen Stoffen und Medien eignet es sich ideal zur Abdichtung von Maschinenkomponenten.
Diese Bewertung wird diskutieren die Hauptmerkmale der Verarbeitung von Polyurethan auf einer CNC-Fräsmaschine.
Bearbeitungsservice für Polypropylen (PP) auf einen Blick
| Kompatibilität | Anwendungen | Toleranzen | Materialstärke | Maximale Größe | Stärken |
| CNC-Fräse CNC-Drehmaschine |
Lebensmittelverarbeitungsprodukte, Elektrogeräte und Haushaltsgeräte. | Nicht weniger als ± 0.13 mm (±0.005″), basierend auf der Zeichnung (ISO 2768) | Mindestens 0.80 mm (0.03″), dies kann sich jedoch je nach Verhältnis der Wandstärke zum linearen Maß ändern | 200 x 80 x 100 cm | Gute Steifigkeit, Schlagfestigkeit und chemische Stabilität mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und Elastizität. |
Polypropylen-Granulat
Polyurethanverarbeitung: Mechanische Aspekte
Die Beliebtheit und „Liebe“ dieses Materials erklärt sich auch aus der Tatsache, dass das Material beim Fräsen praktisch keinen Abfall erzeugt und sich leicht und problemlos auf der Maschine schneiden lässt.
Darüber hinaus bequem Das Schneiden erfolgt auch bei manueller BearbeitungEine noch größere Genauigkeit kann jedoch bei a erreicht werden CNC-Fräsmaschinevor allem wenn es darum geht Massenproduktion.
Der einzige Nachteil von Polyurethan sind seine Temperatureigenschaften. Mit anderen Worten: Dieses Material kann seine optimalen physikalischen Eigenschaften bei einer Temperatur von nicht mehr als achtzig Grad beibehalten. Dies führt zu einigen Schwierigkeiten beim Fräsen.
In diesem Fall steht die Zerspanung vor der Tatsache, dass bei intensiver Zerspanung des Materials die chipsconnect beginnen im gleichen Prozess zu schmelzen und an den Mahlmessern festzukleben; die Spanabfuhrnuten sind durch anhaftendes geschmolzenes Material verstopft.
Polyurethanfräsen
Die CNC-Fräsbearbeitung von Kunststoffteilen eignet sich ideal für die Profilierung, Konturierung und das Hinzufügen komplexer Merkmale von Polyurethan. Für Fräsvorgänge wird Polyurethan mit einer Härte von mindestens 80 Shore A empfohlen.
Werkzeugausstattung: Es werden HSS-/Hartmetallwerkzeuge, scharfe Doppelschneider-Schaftfräser und Einpunkt-Planfräser empfohlen.
Vorschub und Drehzahl: 1000–1300 U/min / 0.38–0.51 mm/Zahn
Polyurethan-Drehen
Es dient dazu, symmetrische Teile und Merkmale auf einer zylindrischen Oberfläche mittels eines stationären Fräsers und eines rotierenden Polyurethanmaterials zu formen.
Werkzeugausstattung: Hartmetall-/HSS-Werkzeuge, große Freigängigkeit und großer Spanwinkel
Vorschub und Drehzahl: 0.10–0.20 mm/U und 600–1000 U/min
Polyurethanbohren
In Polyurethan lassen sich mit scharfen Spiralbohrern Löcher unterschiedlicher Größe und Tiefe erzeugen. Um ein Verstopfen mit Spänen beim Bohren von Polyurethan zu verhindern, sollte der Bohrspitzenwinkel entsprechend der Werkstückdicke (90–135°) eingestellt werden.
Werkzeug: Spiralbohrer mit scharfen Kanten
Vorschub und Drehzahl: 0.10–0.15 mm/U und 600–1,000 U/min
Polyurethan-Schleifen
Das Schleifen kann auf einer speziellen Schleifmaschine oder einer CNC-Drehmaschine mit Schleifwerkzeughalter erfolgen. Dabei rotiert die Schleifscheibe, die Material in geringen Mengen abträgt, die Oberfläche verfeinert und Toleranzen ausgleicht.
Werkzeug: Schleifscheibe mit einer Körnung von 20–80, abhängig von der Härte des Polyurethans
Vorschub und Drehzahl: 0.125–0.127 mm/Umdrehung und <150 U/min
Optimales Verhältnis der Spindeldrehfrequenz
Spindeldrehfrequenz CNC-Fräsmaschine
Viele Spezialisten finden die Lösung dieses Problems im optimalen Verhältnis der Spindeldrehfrequenz und Werkzeugvorschub. Mit anderen Worten: Der Fachmann sollte die optimale Betriebsart der Fräsmaschine wählen.
Bei hohen Drehzahlen der Fräser und nicht ganz großem Werkzeugvorschub beginnt das Polyurethan zu schmelzen. Außerdem kann es zu Problemen kommen, wenn die Maschine mit etwas stumpfen Messern ausgestattet ist.
Die beste Wirkung bei der Verarbeitung von Polyurethan garantiert der sogenannte „Mais“ – die umgangssprachliche und eher komische Bezeichnung für Spezialschneider, die mit Borstenspitzen ausgestattet sind.
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Modellieren Sie die Kunststoffbearbeitung auf einer CNC-Fräsmaschine
Eine der Varianten unseres Polyurethans ist ein weiteres interessantes Material – der sogenannte Modellkunststoff. Generell steht dieses Material in seinen Eigenschaften dem klassischen Polyurethan in nichts nach. Auch die Verarbeitung ist recht einfach, es entstehen praktisch keine Späne und die physikalischen Eigenschaften sind auf hohem Niveau – fest, hart und verschleißfest.
Der Hauptbereich der plastischen Modellierung ist die Entwicklung verschiedener architektonischer Modellstrukturen und Designprojekte. Dieses Material hat eine solche Anwendung gefunden, da es auf seiner Oberfläche praktisch keine unterschiedlichen Rauheiten aufweist und sich das Material selbst durch eine hohe Maßgenauigkeit geometrischer Formen auszeichnet.
Allerdings sind die gestalterischen und architektonischen Möglichkeiten der Modellierung von Kunststoff nicht die einzig möglichen. Dieses Material wird nicht nur zur Erstellung von Modellen und Grundrissen zukünftiger architektonischer Strukturen, sondern auch origineller Designstrukturen verwendet.
Wie bereits erwähnt, lässt sich Modellierkunststoff relativ einfach und problemlos auf einer CNC-Fräse fräsen. Und so können Sie nach einer solchen Bearbeitung mit Hilfe von Modellierkunststoff verschiedene Matrizen, Formen oder sogenannte Urmodelle erstellen.
Welche Polyurethan-Sorten eignen sich für den Werkzeugbau?
Polyurethan ist ein weit verbreitetes Material für Werkzeuge in der maschinellen Bearbeitung, im Formenbau und in Industriebetrieben. Es findet sich in verschiedenen Formen, darunter Griffteile, Presswerkzeuge, Stempelkissen und Vakuumformformen.
Für die Werkzeugherstellung werden verschiedene Polyurethan-Typen mit unterschiedlichen Härtegraden verwendet, darunter weiche, mittelharte, harte und starrharte Polyurethane.
Weiches elastisches PU
PU-Werkstoffe mit einer Härte unter 50 Shore A werden als weiche Elastomere klassifiziert. Sie bieten ein ausgewogenes Verhältnis von Zähigkeit, Zugfestigkeit und Flexibilität und eignen sich für Haltevorrichtungen, Formen und Polster, die eine leichte Dehnung erfordern.
PU mittlerer Härte
Polyurethane mit einer Härte zwischen ca. 60 und 80 Shore A gelten als mittelharte Polyurethane. Sie bieten eine verbesserte Festigkeit bei gleichzeitig hoher Flexibilität, eine höhere Belastbarkeit und gute Bearbeitbarkeit. Daher eignen sie sich zur Herstellung von Formen, Vorrichtungen und anderen Bauteilen.
Hartes elastisches PU
Polyurethane mit einer Härte von ca. 80–95 Shore A (manchmal auch nur bis zu 90 Shore) gelten als harte, elastische Polyurethane. Sie zeichnen sich durch hohe Reißfestigkeit, Abriebfestigkeit und Langlebigkeit unter wiederholter Belastung aus. Typische Anwendungsbereiche sind Umformplatten, Matrizen, Modelle und Weichformvorrichtungen für die Blechbearbeitung. Diese werden auch häufig in der Urethan-Werkzeugfertigung für Haushaltsgeräte eingesetzt.
Starres, hartes, elastomeres PU
Die Härte von Polyurethan-Hartschaum liegt zwischen 70 und 80 Shore D. Er zeichnet sich durch strukturelle Steifigkeit, Zähigkeit, hohe Druckfestigkeit und geringe Flexibilität aus und lässt sich mit hoher Präzision bearbeiten. Anwendungsbeispiele im Werkzeugbau sind Vakuumformen, Urmodelle, Thermoformformen und Prototypen für Stanzwerkzeuge.
Vorteile der CNC-Fräsmaschine
Was die Herstellung von Matrizen betrifft, bietet eine CNC-Fräsmaschine hier zweifellos einen Vorteil: Sie macht den mehrstufigen Prozess überflüssig und der gesamte Prozess reduziert sich nur auf die Bearbeitung auf Fräsern. Mit anderen Worten: Um eine Matrize auf einer CNC-Fräsmaschine zu erstellen, ist kein nachträgliches Gießen erforderlich. Wenn Sie suchen CNC-Frässervice, man kann immer vertrauen BodaischAusgestattet mit einer hochmodernen Anlage und einem erfahrenen Team können wir alle Arten von CNC-Fräsprojekten abwickeln.
Die abschließende Bearbeitung des Materials auf der Maschine liefert ein hervorragendes Ergebnis: Die Oberfläche lässt sich mit Schleifpapier bearbeiten und der Modellkunststoff wird zu einem nahezu spiegelähnlichen Material.
Dichter Schaum: Merkmale des Materialmahlens
Dichter Schaumkunststoff wird sehr häufig in verschiedenen Design- und Architekturlösungen verwendet – bei der Herstellung verschiedener Fassadenelemente, Paneele und künstlerischer Skulpturen für Privathäuser. Hier einige Besonderheiten der Schaumstoffbearbeitung mit einer CNC-Fräsmaschine:
- Die Bearbeitung kann mit großer Genauigkeit durchgeführt werden: Die Tiefe beträgt vierzig bis sechzig Millimeter, die Genauigkeit des Fräsens selbst beträgt einen Millimeter;
- Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften (fehlende Härte) lässt sich der Schaum gut mahlen;
- Unter moderaten Schnittbedingungen kann die Schaumbearbeitung sogar bis zu einer Tiefe von siebzig Millimetern durchgeführt werden.
Die Verarbeitung dieses Materials weist jedoch auch eigene Nuancen auf, die dem Fräsen von Polyurethan ähneln. Auch hier ist bei der Auswahl der Fräser Vorsicht geboten. Styropor darf nicht auf einer Maschine mit stumpfen Messern verarbeitet werden.
Schließlich konnten wir bereits feststellen, dass der durch unzählige Behandlungen stumpf gewordene Fräser unser Material überhaupt nicht schneidet, sondern nur anfängt, es zu schmelzen.
Einzahn-Gewindefräser
Daher wird es relevant sein, ein Eingewinde-Schaftfräsermodell für Schaumkunststoff zu verwenden. Bei einem zweigängigen Fräser kommt es zu einem absolut ungleichmäßigen Verschleiß der Zähne. Dieser Verschleiß führt wiederum zu Vibrationsvorgängen bei der Bearbeitung. Und bei der Schaumverarbeitung können bereits kleinste Erschütterungen zu Materialschäden führen.
Merkmale von Schaummaterialverarbeitungsgeräten
Wir haben bereits herausgefunden, dass es sich bei CNC-Fräsmaschinen um universelle Aggregate handelt, die mit den unterschiedlichsten Materialien umgehen können. Nur in diesem Testbericht haben wir gleich drei beliebte und weit verbreitete Materialien erwähnt – Polyurethan, Modellierkunststoff und Schaumstoff. Doch trotz seiner Vielseitigkeit gibt es spezielle Geräte für Schaumstoffe.
In ihren Konstruktionsmerkmalen unterscheiden sich solche Geräte praktisch nicht von klassischen CNC-Fräsmodellen. Allerdings gibt es hier noch einige Nuancen. Anstelle von Fräsern kommen hier spezielle Fäden zum Einsatz, die aus verschiedenen Metallen – Wolfram, Titanund Nichrom. Darüber hinaus ist ein solcher Faden beim Schneiden des Schaums zwangsläufig heiß.
Die Ähnlichkeit mit der klassischen Fräsmaschine besteht jedoch darin, dass auch hier ein speziell eingestelltes Programm für die Bewegung des Gewindes verantwortlich ist. Dementsprechend kann der Benutzer einer solchen Maschine eine spezielle Skizze programmieren, die es ermöglicht, die Maschine zum Schneiden eines gemusterten Typs unter Verwendung eines komplexen Profils zu verwenden.
Fazit
Der einzige Nachteil solcher Maschinen ist die Tatsache, dass anstelle der klassischen Schneidfäden verwendet werden Fräser haben ein eher begrenztes Aktionsfeld, also eine eingeschränkte Mobilität. Beispielsweise ist auf einer solchen Maschine die Möglichkeit ausgeschlossen, dreidimensionale 3D-Modelle aus Schaumstoff zu erstellen.
Unter diesem Gesichtspunkt ist selbst die preisgünstigste CNC-Fräsmaschine, mit der Massenwerkstücke hergestellt werden können, solchen Geräten mit heißem Gewindeschneiden vorzuziehen.
Häufig gestellte Fragen
Können Sie mir mehr über Polypropylen (PP) und seine Verwendungsmöglichkeiten erzählen?
Polypropylen, auch PP genannt, ist ein thermoplastisches Material, das aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten weithin geschätzt wird. Es ist eine erstklassige Wahl in verschiedenen Branchen, darunter Kunststoffverpackungen, Maschinenteilefertigung und Textilherstellung. Die Widerstandsfähigkeit, die chemische Stabilität und die hervorragende Verschleiß- und Schlagfestigkeit sowie die Elastizität haben zu seiner weiten Verbreitung geführt.
Was macht Polyurethan zu einem gefragten Werkstoff in der industriellen Fertigung?
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften hat Polyurethan eine Nische in der industriellen Produktionslandschaft erobert. Es vereint Stärke mit Leichtigkeit und bietet einen Wettbewerbsvorteil gegenüber vielen anderen Materialien. Darüber hinaus verbessert seine Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl chemischer Substanzen seinen Einsatz beim Versiegeln von Maschinenkomponenten. Darüber hinaus steigern die Leichtigkeit des Schneidens, die minimale Abfallerzeugung beim Fräsen und die reibungslose CNC-Maschinenbearbeitung seine Attraktivität.
Was sind die Hürden beim Polyurethan-Fräsen?
Das Mahlen von Polyurethan stellt eine besondere Herausforderung dar: seine Temperaturempfindlichkeit. Polyurethan kann seine idealen physikalischen Eigenschaften nur bis zu XNUMX Grad aufrechterhalten. Während des Fräsprozesses kann es bei intensiver Zerkleinerung aufgrund dieser Temperaturgrenze zu schmelzenden Spänen kommen, die an den Fräsmessern haften bleiben können.
Wie kann man verhindern, dass Polyurethan beim Mahlen schmilzt?
Um ein Schmelzen des Polyurethans beim Fräsen zu verhindern, muss ein optimales Gleichgewicht zwischen der Drehzahl der Spindel und dem Werkzeugvorschub aufrechterhalten werden. Eine hohe Drehzahl gepaart mit einem geringeren Werkzeugvorschub könnte möglicherweise zum Schmelzen führen. Die Verwendung scharfer Werkzeuge, insbesondere Maisschneider mit Borstenspitzen, kann dabei helfen, bessere Ergebnisse zu erzielen.
Welche Rolle spielt Modellkunststoff bei der CNC-Bearbeitung und wie wird damit umgegangen?
Modellkunststoff, eine Art Polyurethan, hilft in erster Linie beim Entwerfen von Modellen und beim Entwerfen zukünftiger Architekturentwürfe und einzigartiger Designstrukturen. Seine Bearbeitung ähnelt Polyurethan, mit müheloser CNC-Fräsbearbeitung, vernachlässigbarer Spanbildung und robusten physikalischen Eigenschaften.
Warum ist eine CNC-Fräsmaschine in der Modellkunststoffbearbeitung von Vorteil?
CNC-Fräsmaschinen steigern die betriebliche Effizienz bei der Modellkunststoffverarbeitung, indem sie den mehrstufigen Prozess eliminieren und den gesamten Vorgang auf das Fräsen beschränken. Das resultierende Produkt weist eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit auf, die mit Schleifpapier weiter poliert werden kann, um dem Modellkunststoff ein spiegelähnliches Aussehen zu verleihen.
Welche Überlegungen sollten bei der Bearbeitung von dichtem Schaumstoff auf einer CNC-Fräsmaschine beachtet werden?
Genau wie bei Polyurethan spielt die Schärfe des Fräsers eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung von dichtem Schaumstoff. Ein stumpfer Fräser kann dazu führen, dass das Material eher schmilzt als schneidet. Für Schaumkunststoff empfiehlt sich ein Eingewinde-Schaftfräsermodell.
Wie schneidet eine normale CNC-Maschine im Vergleich zu einer speziellen Schaumverarbeitungsanlage ab?
Obwohl zwischen beiden eine erhebliche Ähnlichkeit besteht, enthalten Schaumverarbeitungsgeräte spezielle Fäden aus verschiedenen Metallen wie Wolfram, Titan und Nichrom, die während des Schneidvorgangs erhitzt werden. Die Ausrüstung kann sich an eine programmierte Skizze halten, was das Schneiden komplexer Profile erleichtert. Allerdings sind die Möglichkeiten zur Erstellung von 3D-Modellen im Vergleich zu einer Standard-CNC-Maschine begrenzt.
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