ABS-Bearbeitung: Eine detaillierte Anleitung

„Für gewünschte ABS-Teile mit genauen Spezifikationen müssen Sie den Prozess, die Herausforderungen und seine Vorteile verstehen.“  

Die hohe Festigkeit, Haltbarkeit, thermische Stabilität und Schlagfestigkeit von ABS-Thermoplast machen es für ein breites Anwendungsspektrum beliebt. Sie können ABS-Teile in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Elektronik- und anderen Industriezweigen sehen. Welche wichtigen Fertigungsmethoden werden jedoch zur Herstellung von ABS-Komponenten oder -Produkten verwendet? ABS-Bearbeitung ist das präziseste und effektivste Verfahren.

Darüber hinaus wird in diesem Artikel der Bearbeitungsprozess von ABS-Kunststoffen, einschließlich der CNC-Integration, Vorteile, Herausforderungen und ein Vergleich mit der ABS-Spritzgusstechnik erörtert.

Was ist ABS-Bearbeitung?

Es handelt sich um die subtraktive Fertigungsstrategie, bei der die gewünschte Form durch Materialabtrag vom ABS-Werkstück erreicht wird. Für den Materialabtrag kommen unterschiedliche Maschinen und Schneidwerkzeuge zum Einsatz. Gleichzeitig unterstützt die Schlagfestigkeit von ABS die Bearbeitung, da es nicht beschädigt wird, wenn das Werkzeug während des Prozesses Druck ausübt. 

Einige Beispiele für ABS-Bearbeitungsgeräte sind Fräsmaschinen, Drehmaschinen und Drehzentren. Maschinen können Fräsen, Bohren, Drehen, Gewindeschneiden, Profilieren und verschiedene andere Bearbeitungen an ABS durchführen. Darüber hinaus können durch die Bearbeitung Teile mit hervorragender Oberfläche und Präzision hergestellt werden. Darüber hinaus hat die Integration der CNC-Technologie in die Bearbeitung von ABS-Kunststoff den Bearbeitungsprozess in eine neue Ära mit höherer Präzision, Effizienz und geringeren Kosten geführt. 

Durch die Bearbeitung von ABS können also vielfältige Funktionsteile für Anwendungen hergestellt werden Eigenschaften von ABS-Kunststoff sind für betriebliche oder funktionale Anforderungen unerlässlich.

Der konventionelle ABS-Bearbeitungsprozess 

Bei der konventionellen Bearbeitung handelt es sich um einen menschenintensiven Prozess ohne Computersteuerung, bei dem der Bediener die Maschine manuell steuert, um das Werkzeug oder Werkstück in den richtigen Schnittpfad zu führen. Traditionell werden für ABS-bearbeitete Teile Schaum- und Fräsmaschinen verwendet.

1. Drehmaschinenbearbeitung

Eine Drehmaschine entfernt Material von der Außenfläche eines rotierenden Werkstücks, das an der Spindel befestigt ist. Das Schneidwerkzeug ist auf einem Werkzeugpfosten montiert, der sich entlang zweier Achsen (X und Y) bewegen kann. Während sich das ABS-Werkstück dreht, berührt das Schneidwerkzeug es und entfernt Material entlang seiner Länge und seines Durchmessers.

Die Drehbearbeitung eignet sich für zylindrische ABS-Teile wie Stangen oder Wellen. Es kann Vorgänge wie Planen, Gewindeschneiden, Bohren und Drehen verarbeiten, um die gewünschte Geometrie zu erhalten.

2. ABS-Fräsen 

Bei der Fräsmaschine rotiert das Schneidwerkzeug anstelle des Werkstücks. Der Fräser ist auf der Spindel montiert, die sich entlang mehrerer Achsen bewegen kann, um das Werkstück zu formen. Das Fräswerkzeug rotiert mit hoher Geschwindigkeit, während das Werkstück dem Fräser zugeführt wird und Schneidkanten das Material aus dem Bearbeitungsbereich entfernen.

Eine Fräsmaschine kann basierend auf der Werkzeugkonfiguration Schneid-, Bohr-, Bohr- und andere Vorgänge ausführen. Daher eignet sich das Fräsen von ABS zum Erstellen komplexer Formen auf Werkstücken, wie zum Beispiel Taschen, Schlitze und gekrümmte Oberflächen. Es ist auch flexibel für kundenspezifische Teile und Produkte wie Drohnengehäuse und Isolatoren.

Obwohl die konventionelle Bearbeitung für unterschiedliche industrielle Anforderungen eingesetzt werden kann, ist sie nicht so präzise und kosteneffektiv wie die CNC-Bearbeitung, insbesondere für die Fertigung mittlerer bis großer Stückzahlen. Der minimale menschliche Eingriff während der Bearbeitung und der computergesteuerte Werkzeugweg sorgen für enge Toleranzen und sehr kurze Produktionszykluszeiten.

Was ist ABS-CNC-Bearbeitung?

Die Grundlagen der CNC-Bearbeitung ähneln denen der konventionellen Bearbeitung, mit dem Unterschied, dass die gesamte Steuerung, einschließlich Werkzeugbewegung, Werkzeugweg, Schnittgeschwindigkeit und -tiefe, durch Computersoftware erfolgt. 

ABS-CNC-Bearbeitung 

Hier ist der Schritt-für-Schritt-Prozess ABS-CNC-Bearbeitung;

1. CAD-Design

Dies ist der erste Schritt, bei dem ein detaillierter Entwurf der beabsichtigten Komponente oder des Produkts in Computersoftware wie AutoCAD und Solidworks erstellt wird. Der Entwurf muss alle Spezifikationen wie Abmessungen, Toleranzen, Merkmale, Passanordnung für die Montage usw. enthalten.

2. Auswahl der ABS-Klasse

Als nächstes gibt es drei Haupttypen von ABS-Kunststoffen: schlagfeste, schlagarme und hochhitzebeständige. Wählen Sie die passende ABS-Sorte entsprechend Ihren Anwendungsanforderungen. Gleichzeitig müssen die Kosten jeder Klasse berücksichtigt werden.

3. Digitale Anweisungen/G-Codes & 

G- und M-Codes sind digitale Anweisungen, die die Werkzeugbewegungen vorgeben, um die Materialien präzise zu schneiden. Diese Codes können durch Verarbeitung der Zeichnung mit Computersoftware wie CAM erhalten werden. Dazu gehört auch der Schnittpfad, dem das Werkzeug bei der Bearbeitung folgen wird.

4. Werkzeugauswahl 

Hier müssen Sie auch die Werkzeuge zur Bearbeitung des ABS-Kunststoffs auswählen. Typischerweise werden Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl verwendet ABS-CNC-Bearbeitung.

5. Bearbeitungseinrichtung 

Dieser Schritt umfasst die Befestigung des ABS-Kunststoffwerkstücks am Arbeitsbett oder am Spannfutter in der Spindel, je nachdem, welche Maschine Sie verwenden. Richten Sie außerdem Werkstück und Werkzeug aus. Stellen Sie dann die Schnittparameter ein und laden Sie den G-Code.

6. Bearbeitung und Überwachung

Sobald Sie den G-Code ausführen, beginnen die CNC-Maschinen zu arbeiten und das Werkzeug formt das ABS-Material auf einem vorgegebenen Weg und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Gleichzeitig werden Kühlmittel eingesetzt, um das Risiko thermischer Schäden durch die erzeugte Hitze zu minimieren.

Der Prozess kann also zeigen, dass die CNC-Bearbeitung aus Kosten- und Präzisionsgründen bevorzugt wird. Es kann komplexere Geometrien erstellen als herkömmliche Maschinen.

Hier ist die Tabelle, die einige wichtige Unterschiede zeigt:

Tabelle: Konventionelle vs. CNC-Bearbeitung oder ABS-Kunststoff 

Vorteile der ABS-Bearbeitung

Obwohl ABS mit verschiedenen Methoden zu fertigen Teilen verarbeitet werden kann, bietet die CNC-Bearbeitung von ABS verschiedene Vorteile, darunter Präzision, individuelle Anpassung und Produktionsflexibilität.

• Durch die Bearbeitungsprozesse können ABS-bearbeitete Komponenten unterschiedlicher Formen, Größen und Merkmale hergestellt werden.
• Die CNC-ABS-Bearbeitung kann eine außergewöhnliche Präzision bieten, beispielsweise ±0.005″ für lineare Abmessungen.
• Die maschinelle Bearbeitung von ABS-Kunststoff kann für kundenspezifische Formengeometrien verwendet werden.
• Die hervorragenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften von ABS-Kunststoff führen unabhängig vom Anwendungsbereich zu langlebigen Teilen und Produkten.
• Es ist kostengünstig für Rapid Prototyping und Kleinserienproduktion. 
• Die Bearbeitung von ABS-Teilen kann schnell mit Oberflächenveredelung bearbeitet werden, um die gewünschte Glätte und Ästhetik zu erreichen.
• Im Vergleich zum Spritzguss geht die Bearbeitung von ABS schnell, da keine detaillierten Formen oder andere schwere Werkzeuge erforderlich sind.

ABS-CNC-Bearbeitungskosten

Wie bei anderen Bearbeitungsprojekten hängen auch die Kosten für die ABS-Bearbeitung von vielen Faktoren ab, von der Komplexität des Designs und der Präzision bis hin zur Leistungsfähigkeit der Bearbeitungsausrüstung.

Darüber hinaus unterscheiden sich die Kosten erheblich, je nachdem, ob Sie konventionelle oder CNC-Bearbeitung nutzen. Die Großserienproduktion mit CNC ist kostengünstiger, wohingegen herkömmliche Maschinen kostengünstige Bauchmuskeln bearbeiten können, wenn Sie nur wenige Artikel benötigen.

Die folgenden sind die typischen Kostenfaktoren für die ABS-Bearbeitung welche die Endkosten beeinflussen;

• Designkosten
• Materialkosten
• Werkzeugkosten
• Maschinenkosten
• Arbeitskosten 
• Kosten für Qualitätskontrolle und Inspektion
• Kosten für die Oberflächenveredelung
• Lagerbestand und Versandkosten 

Diese Faktoren oder Aufschlüsselungen können bei verschiedenen Bearbeitungsprojekten auch unterschiedlich sein. Beispielsweise ist für einige Teile möglicherweise keine Oberflächenbearbeitung erforderlich, wenn die bearbeitete Oberfläche den Anforderungen entspricht.

Um die Kosten der ABS-Bearbeitung besser zu verstehen, nehmen wir eine Beispiel für die Bearbeitung von ABS für Elektronikgehäuse. 

• Produkt: Kundenspezifisches ABS-Gehäuse für elektronische Geräte
• Größe: 150 x 100 x 50 
• Toleranzen: ±0.2 mm für kritische und ±0.5 mm für unkritische Abmessungen
• Ziel (Ra): 0.9 μm für Außenflächen und 1.8 μm für Innenflächen
• Anzahl der Artikel: 50

(Hinweis: Es handelt sich um ein Beispiel für eine Kostenschätzung; es kann je nach Design aufgrund der Komplexität und anderer Faktoren unterschiedlich sein.)

ABS-Bearbeitungsanwendungen

ABS-Bearbeitungsteile

ABS-bearbeitete Teile und Produkte gibt es überall, von der Automobil- und Elektronikindustrie bis hin zu Alltagsgegenständen. Ihr geringes Gewicht und ihre ausreichenden mechanischen Eigenschaften können die unterschiedlichen betrieblichen und funktionalen Anforderungen der Anwendungen erfüllen. Darüber hinaus ermöglicht die Vielseitigkeit der ABS-CNC-Bearbeitung die Handhabung komplexer Designs und kundenspezifischer Funktionen.

Tabelle: ABS-Bearbeitungsanwendungen 

Gibt es eine Alternative? ABS-Spritzguss

Neben der CNC-Bearbeitung können ABS-Kunststoffteile auch mit anderen Ansätzen wie 3D-Druck hergestellt werden. Vakuumformenund Spritzguss. Unter diesen, ABS-Spritzguss ist vor allem für die ABS-Großserienfertigung beliebt. 

Beim Spritzgussverfahren wird das geschmolzene ABS unter hohem Druck in eine Spritzgussform eingespritzt. Das flüssige ABS fließt dann in die Formhohlräume und nimmt Gestalt an. Als nächstes wird nach dem Abkühlen das erstarrte Teil aus der Form ausgeworfen und die gleiche Form wiederholt die nachfolgenden Zyklen.

Obwohl der anfängliche Formenbau teurer ist Kundenspezifisches ABS-Kunststoffformteil Die Haltbarkeit der Form übersteigt die Werkzeugkosten der Bearbeitung und macht die Teile billiger als die CNC-Bearbeitung in der Massenproduktion. Die kürzere Zykluszeit und Wiederholbarkeit aufgrund der Form reduzieren die Stückkosten erheblich.

Tabelle: ABS-Spritzguss vs. CNC-Bearbeitung 

Herausforderungen der ABS-CNC-Bearbeitung 

Erstens kann es sein, dass das Werkstück während der Bearbeitung umwickelt oder geschmolzen wird, was hauptsächlich auf die Notwendigkeit der richtigen Werkzeuge und Parameter zurückzuführen ist. Darüber hinaus kann die innere Spannung des ABS zu Verformungen und anderen Oberflächenfehlern führen. Diese beiden sind die größten Herausforderungen bei der ABS-Bearbeitung, die mit den Eigenschaften von ABS-Kunststoffen verbunden sind. Darüber hinaus gibt es noch andere Herausforderungen in Bezug auf Präzision, Werkzeugverschleiß und Oberflächengüte.

1. Dimensionsprobleme und Werkzeugverschleiß 

Eine Instabilität des Werkstücks oder eine leichte Werkzeugauslenkung reichen aus, um Maßungenauigkeiten zu verursachen. Deshalb müssen Werkstück und Werkzeug vor dem Prozess fest gehalten und ausgerichtet werden. Ein Werkzeugdefekt führt auch zu einem schnellen Werkzeugverschleiß, der die Werkzeugkosten erhöhen und sogar das Werkstück beschädigen kann.

2. Herausforderung der thermischen Verzerrung

Durch die Reibung von Werkzeug und Werkstück entsteht Wärme, die zur thermischen Ausdehnung von ABS-Werkstücken führen kann. Die Hitze kann die Bearbeitungsstellen schmelzen und Brandspuren hinterlassen. Um dies zu vermeiden, sind das richtige Werkzeugmaterial, die richtige Schneidengeometrie und das richtige Kühlmittel erforderlich. Scharfe Schneidkanten ermöglichen beispielsweise eine effektive Spanabfuhr und tragen zu einer glatten Oberfläche bei. Mittlerweile können bei der Bearbeitung von ABS-Kunststoff wasserbasierte Kühlmittel eingesetzt werden.

3. Probleme mit dem Surace-Finish

Falsche Werkzeuggeometrie und Schnittvariablen (Geschwindigkeit, Tiefe) sind die Hauptgründe für Probleme mit der Oberflächengüte beim Fräsen von ABS-Kunststoff. Das Werkzeug könnte die Schnittspuren hinterlassen und Grate oder Späne könnten sich auf der Bearbeitungsoberfläche festsetzen. Zu den bevorzugten Geometrien für die ABS-Bearbeitung gehören beispielsweise einschneidige Schaftfräser oder Schaftfräser mit hoher Helix/Freiheit und positiven Spanwinkeln.

4. Überlegungen zur Nachbearbeitung

Nach der Bearbeitung kann ein Entgraten oder eine andere weitere Oberflächenbearbeitung erforderlich sein, um die Qualität und Funktionalität der bearbeiteten ABS-Teile sicherzustellen. Der Entgratungsprozess entfernt scharfe Kanten und Grate, während Endbearbeitungstechniken wie Schleifen, Polieren oder Lackieren die Ästhetik und Leistung verbessern.

Wir verfügen über 3- und 5-Achsen-CNC-Maschinen für die ABS-Bearbeitung

Bei Boda bearbeiten wir alle Arten von ABS-CNC-Bearbeitungsprojekten, unabhängig von ihrer Komplexität. Wir verfügen über 3- und 5-Achsen-Universal-CNC-Maschinen sowie verschiedene spezialisierte Fräs- und Drehmaschinen für Kunststoffteile und -produkte.

CNC-Bearbeitungsdienst

Unsere erfahrenen Ingenieure arbeiten eng mit Kunden und Fabrikbetreibern zusammen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Das kundenspezifische Werkzeug-, In-Prozess-Überwachungs- und Qualitätskontrollsystem bei ProlenTech kann einen hohen Standard an ABS-Kunststoffteilen für verschiedene Branchen gewährleisten. Senden Sie uns daher Ihr Design, um unsere präzise und dennoch erschwingliche Lösung zu nutzen CNC-Bearbeitung um Ihr Startup oder etabliertes Unternehmen auszubauen.

Summieren

Die Bearbeitungsprozesse formen das ABS-Material mit verschiedenen Vorgängen wie Schneiden, Bohren, Fräsen, Drehen usw. präzise. Die geringere Rüstzeit und die Flexibilität bei komplexer Konstruktion machen es möglich ABS-Bearbeitung Geeignet für verschiedene Komponenten in allen Branchen. Darüber hinaus reduziert der Einsatz von CNC-Maschinen zur Herstellung der ABS-Teile die Kosten für Prototypenbau und Kleinserienfertigung erheblich und verbessert gleichzeitig die Präzision und Durchlaufzeit im Vergleich zu herkömmlichen Schäum- oder Fräsmaschinen.

Allerdings können einige Herausforderungen in Bezug auf die Werkzeugausrichtung, thermische Schäden und Maßungenauigkeiten die Endqualität beeinträchtigen. Es gibt jedoch Lösungen und Überlegungen, um solche Probleme anzugehen.

Häufig gestellte Fragen

Kann ich ABS-Kunststoff CNC-bearbeitet verwenden?

Ja, ABS-Kunststoff kann gemäß den Designvorgaben CNC-bearbeitet werden.

Ist die CNC-Bearbeitung von ABS teuer?

Normalerweise ist die Bearbeitung von ABS-Teilen kostengünstig. Die Gesamtkosten können jedoch von der Teilekomplexität, den Toleranzen und dem Produktionsvolumen abhängen. 

Was sind die Herausforderungen bei der ABS-Bearbeitung? 

Sie können sich Herausforderungen wie der Verwaltung von ABS-Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit und Sprödigkeit stellen. Darüber hinaus besteht die Gefahr von Oberflächenfehlern wie Graten und Verzug während der Bearbeitung.

Sind bearbeitete ABS-Teile langlebig? 

Ja! Bearbeitete ABS-Teile gelten im Allgemeinen als langlebig. Die genaue Lebensdauer eines Produktteils hängt jedoch von der ABS-Qualität, der Nachbearbeitung und den Betriebsbedingungen ab.