Lavorazione dell'ABS: una guida dettagliata

"Per ottenere i componenti ABS desiderati con specifiche esatte, è necessario comprendere il processo, le sfide e i relativi vantaggi."  

L'elevata robustezza, durata, stabilità termica e resistenza agli urti del materiale termoplastico ABS lo rendono popolare per un'ampia gamma di applicazioni. Puoi vedere le parti in ABS nei settori automobilistico, aerospaziale, medico, elettronico e altri. Tuttavia, quali metodi di produzione vengono utilizzati per creare componenti o prodotti ABS? Lavorazione ABS è il processo più preciso ed efficace.

Inoltre, questo articolo discuterà il processo di lavorazione della plastica ABS, inclusa l'integrazione CNC, i vantaggi, le sfide e il confronto con la tecnica di stampaggio a iniezione ABS.

Cos'è la lavorazione dell'ABS?

È la strategia di produzione sottrattiva che consente di ottenere la forma desiderata rimuovendo materiali dal pezzo in ABS. Per la rimozione del materiale vengono utilizzate diverse macchine e utensili da taglio. Nel frattempo, la resistenza agli urti dell'ABS supporta la lavorazione poiché non viene danneggiato quando l'utensile applica pressione durante il processo. 

Alcuni esempi di apparecchiature per la lavorazione dell'ABS sono fresatrici, torni e centri di tornitura. Le macchine possono eseguire fresatura, foratura, tornitura, filettatura, profilatura e molte altre operazioni sull'ABS. Inoltre, la lavorazione può produrre parti con finitura e precisione eccellenti. Inoltre, l’integrazione della tecnologia CNC nella lavorazione della plastica ABS ha trasferito il processo di lavorazione in una nuova era con maggiore precisione, efficienza e costi inferiori. 

Pertanto, la lavorazione dell'ABS può realizzare diverse parti funzionali per le applicazioni in cui Proprietà della plastica ABS sono essenziali per esigenze operative o funzionali.

Il processo di lavorazione convenzionale dell'ABS 

La lavorazione convenzionale si riferisce a un processo ad alta intensità umana senza controllo del computer, in cui l'operatore controlla manualmente la macchina per guidare l'utensile o il pezzo nel giusto percorso di taglio. Tradizionalmente, per le parti lavorate con ABS vengono utilizzate macchine per la lavorazione della schiuma e fresatrici.

1. Lavorazione al tornio

Un tornio rimuove il materiale dalla superficie esterna di un pezzo rotante fissato al mandrino. Nel frattempo, l'utensile da taglio è montato su un portautensili che può muoversi lungo due assi (X e Y). Mentre il pezzo in ABS ruota, l'utensile da taglio entra in contatto con esso e rimuove il materiale lungo la sua lunghezza e diametro.

La lavorazione al tornio è adatta per parti cilindriche in ABS come aste o alberi. Può elaborare operazioni come sfacciatura, filettatura, foratura e tornitura per ottenere la geometria desiderata.

2. Fresatura dell'ABS 

Nella fresatrice, l'utensile da taglio ruota al posto del pezzo. La fresa è montata sul mandrino, che può muoversi lungo più assi per modellare il lavoro. L'utensile di fresatura ruota ad alta velocità mentre il pezzo viene alimentato nella fresa e i taglienti rimuovono il materiale dall'area di lavorazione.

Una fresatrice può eseguire operazioni di taglio, foratura, alesatura e altre operazioni in base alla configurazione degli utensili. Di conseguenza, la fresatura dell'ABS è adatta per creare forme complesse sui pezzi, come tasche, fessure e superfici curve. È anche flessibile per parti e prodotti personalizzati come custodie e isolanti per droni.

Sebbene la lavorazione convenzionale possa essere utilizzata per diverse esigenze industriali, non è precisa ed economicamente vantaggiosa come la lavorazione CNC, soprattutto per la produzione su media e larga scala. L'intervento umano minimo durante la lavorazione e il percorso utensile controllato da computer garantiscono tolleranze strette e tempi di ciclo di produzione molto brevi.

Cos'è la lavorazione CNC ABS?

I fondamenti della lavorazione CNC sono simili alla lavorazione convenzionale, tranne che tutto il controllo viene eseguito dal software del computer, inclusi il movimento dell'utensile, il percorso dell'utensile, la velocità di taglio e la profondità. 

Lavorazione CNC dell'ABS 

Ecco il processo passo passo di Lavorazione CNC dell'ABS;

1. Progettazione CAD

È il primo passaggio in cui viene creato un progetto dettagliato del componente o prodotto previsto in software per computer come AutoCAD e Solidworks. Il progetto deve includere tutte le specifiche, quali dimensioni, tolleranze, caratteristiche, disposizione dei raccordi per il montaggio, ecc.

2. Selezione del grado ABS

Successivamente, ci sono tre tipi principali di plastica ABS: ad alto impatto, a basso impatto e ad alta resistenza al calore. Scegli il grado di ABS adatto in base ai requisiti della tua applicazione. Allo stesso tempo, è necessario considerare il costo di ciascun grado.

3. Istruzioni digitali/codici G e 

I codici G e M sono le istruzioni digitali che dettano i movimenti dell'utensile per tagliare i materiali con precisione. Questi codici possono essere ottenuti elaborando il disegno utilizzando un software informatico come CAM. Includono anche il percorso di taglio che l'utensile seguirà per la lavorazione.

4. Selezione degli strumenti 

Qui devi anche scegliere gli strumenti per lavorare la plastica ABS. In genere vengono utilizzati utensili in acciaio rapido Lavorazione CNC dell'ABS.

5. Impostazione della lavorazione 

Questo passaggio include il fissaggio del pezzo in plastica ABS al piano di lavoro o al mandrino nel mandrino, a seconda della macchina che stai utilizzando. Inoltre, allineare il pezzo e lo strumento. Quindi, imposta i parametri di taglio e carica il codice G.

6. Lavorazione e monitoraggio

Una volta eseguito il codice G, le macchine CNC iniziano a funzionare e l'utensile modella il materiale ABS su un percorso e una velocità predeterminati. Nel frattempo, vengono applicati refrigeranti per ridurre al minimo il rischio di danni termici dovuti al calore generato.

Pertanto, il processo può dimostrare che la lavorazione CNC è preferibile in termini di costi e precisione. Può creare geometrie più complesse rispetto alle macchine convenzionali.

Ecco la tabella che mostra alcune differenze chiave:

Tabella: lavorazione convenzionale o CNC o plastica ABS 

Vantaggi della lavorazione dell'ABS

Sebbene l’ABS possa essere trasformato in parti finite con vari metodi, la lavorazione CNC dell’ABS offre vari vantaggi, tra cui precisione, personalizzazione e flessibilità di produzione.

• I processi di lavorazione possono produrre componenti lavorati con ABS di diverse forme, dimensioni e caratteristiche.
• La lavorazione CNC dell'ABS può fornire una precisione eccezionale, ad esempio ±0.005″ per le dimensioni lineari.
• La lavorazione della plastica ABS può essere utilizzata per geometrie di forme personalizzate.
• Le eccellenti proprietà meccaniche e fisiche della plastica ABS si traducono in parti e prodotti durevoli, indipendentemente dall'area di applicazione.
• È conveniente per la prototipazione rapida e la produzione in piccoli lotti. 
• Le parti in ABS lavorato possono essere rapidamente lavorate con finitura superficiale per soddisfare la levigatezza e l'estetica desiderate.
• Rispetto allo stampaggio a iniezione, la lavorazione dell'ABS è rapida, poiché non sono necessari stampi dettagliati o altri strumenti pesanti.

Costo della lavorazione CNC dell'ABS

Come altri progetti di lavorazione, il costo della lavorazione dell'ABS dipende da molti fattori, dalla complessità del design e della precisione alla capacità delle apparecchiature di lavorazione.

Inoltre, il costo varia notevolmente a seconda che si utilizzi la lavorazione convenzionale o CNC. La produzione su larga scala con CNC è meno costosa, mentre le macchine convenzionali possono lavorare pezzi a basso costo se hai solo bisogno di pochi articoli.

Quelli che seguono sono i tipici Fattori di costo della lavorazione dell'ABS che influiscono sui costi finali;

• Costo di progettazione
• Costo materiale
• Costo dell'attrezzatura
• Costo macchina
• Costo del lavoro 
• Costo del controllo qualità e dell'ispezione
• Costo della finitura superficiale
• Costo di inventario e spedizione 

Questi fattori o suddivisioni potrebbero anche essere diversi per i diversi progetti di lavorazione. Ad esempio, alcune parti potrebbero non richiedere la finitura superficiale se la finitura lavorata soddisfa i requisiti.

Per comprendere meglio il costo della lavorazione dell'ABS, prendiamo un esempio di lavorazione ABS per custodia elettronica. 

• Prodotti: Custodia in ABS personalizzata per dispositivi elettronici
• Taglia: X 150 100 50 x 
• tolleranze: ±0.2 mm per dimensioni critiche e ±0.5 mm per dimensioni non critiche
• Finitura (Ra): 0.9 μm per superfici esterne e 1.8 μm per interni
• Numero di articoli: 50

(Nota: è un esempio di stima dei costi; potrebbe differire da un progetto all'altro in base alla complessità e ad altri fattori)

Applicazioni di lavorazione dell'ABS

Parti meccaniche in ABS

Le parti e i prodotti lavorati con ABS sono ovunque, dal settore automobilistico all'elettronica fino agli oggetti di uso quotidiano. Il loro peso ridotto e le sufficienti proprietà meccaniche possono soddisfare le diverse esigenze operative e funzionali delle applicazioni. Inoltre, la versatilità della lavorazione CNC ABS può gestire progetti complessi e caratteristiche personalizzate.

Tabella: Applicazioni di lavorazione dell'ABS 

C'è qualche alternativa? Stampaggio ad iniezione di ABS

Oltre alla lavorazione CNC, le parti in plastica ABS possono essere realizzate con altri approcci come la stampa 3D, formatura sottovuotoe stampaggio ad iniezione. Tra questi, Stampaggio ad iniezione dell'ABS è particolarmente apprezzato per la produzione su larga scala di ABS. 

Il metodo di stampaggio a iniezione prevede l'iniezione dell'ABS fuso in uno stampo a iniezione ad alta pressione. L'ABS liquido scorre poi all'interno delle cavità dello stampo e prende forma. Successivamente, dopo il raffreddamento, la parte solidificata viene espulsa dallo stampo e lo stesso stampo ripete i cicli successivi.

Sebbene la realizzazione iniziale dello stampo sia più costosa Stampaggio plastica ABS personalizzato rispetto al costo degli utensili per la lavorazione, la durabilità dello stampo rende le parti più economiche rispetto alla lavorazione CNC nella produzione di massa. La minore durata del ciclo e la ripetibilità dovute allo stampo riducono significativamente il costo per pezzo.

Tabella: stampaggio a iniezione di ABS vs. Lavorazione CNC 

Sfide della lavorazione CNC dell'ABS 

Innanzitutto, il pezzo potrebbe essere avvolto o fuso durante la lavorazione, principalmente a causa della necessità di strumenti e parametri adeguati. Successivamente, lo stress interno dell’ABS potrebbe causare deformazioni e altri difetti superficiali. Queste due sono le principali sfide di lavorazione dell’ABS associate alle proprietà della plastica ABS. Inoltre, esistono anche altre sfide legate alla precisione, all’usura degli utensili e alla finitura superficiale.

1. Sfide dimensionali e usura degli utensili 

È sufficiente l'instabilità del pezzo o una leggera deflessione dell'utensile per causare imprecisioni dimensionali. Pertanto, il pezzo e l'utensile devono essere tenuti saldamente e allineati prima del processo. La defezione dell'utensile causa anche una rapida usura dell'utensile che potrebbe aumentare il costo dell'utensile e persino danneggiare il pezzo.

2. Sfida della distorsione termica

L'attrito tra l'utensile e il pezzo genera calore, che può provocare l'espansione termica del lavoro ABS. Il calore può sciogliere le zone di lavorazione e lasciare segni di bruciature. Per evitare ciò sono necessari il giusto materiale dell'utensile, la geometria all'avanguardia e il refrigerante. Ad esempio, i taglienti affilati facilitano un'efficace rimozione dei trucioli e contribuiscono a creare una finitura liscia. Nel frattempo, è possibile applicare refrigeranti a base d'acqua durante la lavorazione della plastica ABS.

3. Problemi di finitura di Surace

La geometria errata dell'utensile e le variabili di taglio (velocità, profondità) sono le ragioni principali dei problemi di finitura superficiale nella fresatura della plastica ABS. L'utensile potrebbe tracciare i segni del taglio e bave o schegge potrebbero attaccarsi alla superficie di lavorazione. Ad esempio, le geometrie preferite per la lavorazione dell'ABS includono frese a scanalatura singola o frese a elica/gioco elevato con angoli di spoglia positivi.

4. Considerazioni post-lavorazione

Dopo la lavorazione, potrebbe essere necessaria la sbavatura o altra ulteriore finitura superficiale per garantire la qualità e la funzionalità delle parti in ABS lavorate. Il processo di sbavatura rimuove spigoli vivi e sbavature, mentre le tecniche di finitura come levigatura, lucidatura o verniciatura migliorano l'estetica e le prestazioni.

Disponiamo di macchine CNC a 3 e 5 assi per la lavorazione di ABS

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CNC Servizio Lavorazioni

I nostri ingegneri esperti lavorano a stretto contatto con i clienti e gli operatori di fabbrica per ottenere i risultati desiderati. Gli utensili personalizzati, il monitoraggio durante il processo e il sistema di controllo qualità di ProlenTech possono garantire uno standard elevato di parti in plastica ABS per diversi settori. Pertanto, inviaci il tuo progetto per sfruttare il nostro servizio preciso ma conveniente Servizi di lavorazione CNC per far crescere la tua startup o la tua attività consolidata.

Riassumendo

I processi di lavorazione modellano con precisione il materiale ABS con varie operazioni, taglio, foratura, fresatura, tornitura, ecc. I tempi di configurazione ridotti e la flessibilità con un design complesso rendono Lavorazione dell'ABS adatto a diversi componenti in tutti i settori. Inoltre, l'uso di macchine CNC per produrre le parti in ABS riduce significativamente i costi di prototipazione e produzione di piccoli lotti, migliorando al tempo stesso la precisione e i tempi di consegna rispetto alle macchine per la lavorazione della schiuma o alla fresatura convenzionali.

Tuttavia, alcuni problemi riguardanti l'allineamento dell'utensile, i danni termici e le imprecisioni dimensionali possono influire sulla qualità finale. Tuttavia, esistono soluzioni e considerazioni per affrontare tali problemi.

DOMANDE FREQUENTI

Posso lavorare la plastica ABS con lavorazione CNC?

Sì, la plastica ABS può essere lavorata a CNC in base alle specifiche di progettazione.

La lavorazione CNC dell'ABS è costosa?

In genere, è conveniente lavorare parti in ABS. Tuttavia, il costo complessivo potrebbe dipendere dalla complessità della parte, dalle tolleranze e dal volume di produzione. 

Quali sono le sfide nella lavorazione dell’ABS? 

Puoi affrontare sfide come la gestione delle proprietà dell'ABS come resistenza al calore e fragilità. Inoltre, durante la lavorazione esiste il rischio di difetti superficiali come bave e deformazioni.

La lavorazione delle parti in ABS è durevole? 

SÌ! Le parti in ABS lavorate sono generalmente considerate durevoli. Tuttavia, la durata esatta di una parte del prodotto dipende dal tipo di ABS, dalla post-elaborazione e dalle condizioni operative.