가공에 가장 적합한 플라스틱
가공에 가장 적합한 플라스틱으로는 ABS, 나일론, 베스펠®, 아크릴, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 페놀 수지, PTFE(테플론) 등이 있습니다. 그 외에도 아세탈(POM/델린), HDPE, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), PVC(폴리염화비닐) 등을 고려해 볼 만합니다.
어떤 종류의 플라스틱을 사용할지 고려할 때 CNC 플라스틱 가공 프로젝트에서 각 재료의 적합성과 호환성을 파악하는 것은 매우 중요합니다. 특히, 플라스틱은 제조가 용이해야 하며 원하는 부품의 기능적 요구 사항을 충족해야 합니다.
그 외 중요한 고려 사항으로는 열, 온도, 긁힘 등에 대한 저항성과 원하는 표면 평활도가 있습니다. 각 플라스틱은 고유한 특성을 가지고 있으므로 제조업체는 특정 요구 사항을 충족하는 플라스틱을 선택할 수 있습니다.
이 가이드에서는 CNC 가공에 사용되는 주요 플라스틱 소재를 살펴봅니다. 장점, 한계, 가공성 및 일반적인 적용 분야를 포함한 주요 특성을 다룹니다.
아세탈(POM/델린)
아세탈은 가공성이 가장 뛰어난 엔지니어링 플라스틱 중 하나입니다. 이러한 특성에는 비교적 높은 열전도율, 반결정 구조, 그리고 높은 치수 안정성이 주요 요인으로 작용합니다. 높은 열전도율 덕분에 플라스틱의 절삭 부위는 가공 중 열분해 지점을 거의 넘어서지 않습니다. 치수 안정성은 주로 24시간 동안 소재의 수분 흡수율이 0.25% 미만이라는 점에서 비롯됩니다.
델린/POM(아세탈) 부품
아세탈(POM/델린) 가공의 장단점
| 아세탈(POM/델린) 가공의 장점 | 아세탈(POM/델린) 가공의 단점 |
|
|
어플리케이션
아세탈 가공 부품은 기어, 롤러, 스프링, 하우징과 같은 기계 부품에서 흔히 볼 수 있습니다. 자동차 분야에서는 힌지형 하우징, 연료 트랜스미터 장치, 도어 잠금 시스템 등도 아세탈로 제조됩니다.
나일론/폴리아미드(PA)
나일론/폴리아미드(PA)는 폴리에스터와 폴리아미드에 대한 광범위한 연구를 거쳐 1930년대에 개발되었습니다. 나일론의 대표적인 등급으로는 나일론 6과 나일론 6/6이 있습니다. 나일론 6은 주로 낮은 밀도가 요구되는 고강도 용도에 사용됩니다. 나일론 6/6은 일반적으로 더 높은 강성, 강도 및 내마모성이 요구되는 용도에 사용됩니다. 또한 나일론 6보다 수분 흡수율이 낮습니다.
나일론(PA)
장점과 단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션 : 베어링, 기어, 부싱, 구조용 브래킷
ABS 플라스틱(아크릴로니트릴부타디엔스티렌)
ABS 플라스틱은 고속에서도 가공이 매끄럽게 진행되며 공구 마모도 최소화됩니다. 하지만 작업자는 재료가 열에 의해 연화되는 경향이 있음을 고려해야 합니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 두 가지 주요 전략은 정밀한 이송 속도 제어와 냉각입니다.
CNC 밀링 ABS 플라스틱
장점과 단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션프로토타입, 케이스
폴리 카보네이트 (PC)
폴리카보네이트는 탁월한 투명도와 내충격성을 동시에 제공하기 때문에 가공성이 뛰어난 플라스틱 중 하나로 꼽힙니다. 이러한 플라스틱을 가공하려면 정밀한 속도 제어와 날카로운 공구가 필요합니다. 가공 과정에서 흔히 발생하는 문제점은 용융입니다.
폴리카보네이트 가공
장점과 단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션전기함, 렌즈, 안전 가드
아크릴/폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)
아크릴 CNC 가공 부품
PMMA는 광학적으로 가장 투명한 가공성 플라스틱 중 하나입니다. 이 소재는 쉽게 균열이 생기고 깨질 수 있으므로 가공 시에는 날카로운 공구와 느린 이송 속도가 필요합니다.
PMMA의 장점과 단점
| PMMA의 장점 | PMMA의 단점 |
|
|
어플리케이션보호 덮개, 표지판, 디스플레이
HDPE(고밀도 폴리에틸렌)
HDPE 플라스틱은 가공이 용이하고 내화학성 및 내습성이 우수합니다. 그러나 비교적 무른 성질 때문에 정밀 가공에는 적합하지 않습니다. 따라서 일반적인 용도에 사용하는 것이 좋습니다.
HDPE의 장단점
| HDPE의 장점 | HDPE의 단점 |
|
|
어플리케이션해양 부품, 탱크, 화학 물질 저장조
정밀 가공된 HDPE
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)
PET는 가공이 용이한 또 다른 플라스틱 소재입니다. 게다가 수분 흡수율이 낮고, 내화학성이 우수하며, 치수 안정성도 뛰어납니다. 일부 PET 등급은 관련 FDA 요구 사항을 준수하는 경우 식품 접촉 용도로 사용할 수 있습니다.
기계 가공 PET 부품의 장단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션: 의료기기, 식품 가공 장비
폴리 프로필렌 (PP)
PP는 0.89~0.92 g/cm³의 낮은 밀도로 가벼우면서도 내마모성, 내충격성, 내화학성이 우수합니다. 또한 비교적 우수한 내열성과 전기 절연성을 갖추고 있어 다양한 일반 산업 분야에 활용될 수 있습니다.
PP 가공 부품의 장단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션살아있는 경첩, 화학 탱크, 실험실 장치
페놀 플라스틱
베이클라이트와 흔히 연관되는 페놀 수지(소성 플라스틱)는 단단하고 부서지기 쉬운 소재입니다. 이 열경화성 플라스틱은 가공 시 미세한 분진과 함께 짧고 파편화된 칩을 생성하는 경향이 있습니다. 칩 생성 양상은 페놀 수지의 등급, 가공 조건 및 적층 구조에 따라 달라질 수 있습니다. 페놀 수지의 열 안정성과 전기 절연성은 탁월합니다. 예상대로 페놀 수지 가공 시 절삭 공구의 마모가 빠릅니다.
페놀 성분
페놀 수지 가공 부품의 장단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션: 페놀 가공 절연 스페이서, 캠, 기어, 부싱 및 와셔에 이상적입니다.
PVC 플라스틱
정밀 가공된 PVC 플라스틱 부품은 내구성과 내화학성을 제공합니다. 숙련된 전문가가 제작한 이러한 부품은 배관 및 화학 물질 처리 시스템을 포함한 다양한 산업 분야에서 유용하게 사용됩니다.
PVC 가공 부품의 장단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션배관 부속품, 밸브
베스펠®(듀폰의 폴리이미드)
Vespel®은 가공하기는 어렵지만, 정밀한 공차, 온도 내성 및 내구성을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다. 이 무충전 폴리이미드 등급은 유리전이온도(Tg)가 약 249°C입니다.2이러한 특성 덕분에 이 플라스틱은 중요한 용도에 사용되는 가공 재료 중 최고 수준에 속합니다.
베스펠 가공 부품
장단점 베스펠 가공 부품
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션: 방위 및 우주선 장비
폴리스티렌 (PS)
PS 소재는 뛰어난 투명도와 강성을 자랑합니다. 고충격 폴리스티렌(HIPS) 고무를 첨가하면 강성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이 경제적인 열가소성 수지는 이러한 특성과 더불어 우수한 치수 안정성, 그리고 다양한 형태로 재고 확보가 가능하다는 장점을 갖추고 있습니다.
폴리스티렌 가공 부품의 장단점
| 장점 | 단점 |
|
|
어플리케이션: 폴리스티렌 소재 CNC 가공에는 거의 사용되지 않으며, 사출 성형에 이상적입니다.
목록에서 가공에 가장 적합한 플라스틱을 고를 때, PS(폴리스티렌)도 참고 목록에 포함되어 있다는 점을 명심하십시오. 플라스틱에 익숙하지 않은 구매팀은 PS의 높은 공급량 때문에 지정할 수도 있지만, PS의 낮은 열 성능과 높은 취성이 가공에 심각한 문제를 야기한다는 사실을 간과할 수 있습니다.
지금 프로린을 사용해 보세요!
가공에 가장 적합한 플라스틱 소재를 요약한 표
아래는 주요 엔지니어링 요구 사항을 포함한 재료 선택 표입니다.
|
플라스틱 |
치수 안정성 |
내마모성 |
내화학성 |
가공성 |
열 저항 |
상대 비용 |
|
아세탈(POM/델린) |
높음 |
높음 |
높음 |
우수한 |
보통 |
높음 |
|
나일론(PA) |
보통 |
높음 |
연료 및 기름에는 효과적이지만 산에는 효과가 떨어집니다. |
좋은 |
중간 정도 - 끈적거림을 방지하기 위해 냉장 보관이 필요합니다. |
낮음~보통 |
|
ABS |
높음 |
보통 |
열악한 날씨 저항 |
우수한 |
높음 |
높음 |
|
폴리 카보네이트 (PC) |
보통 |
좋은 |
가난한 |
보통 |
중간 정도 - 끈적거림, 녹음 |
보통에서 높음 |
|
아크릴 (PMMA) |
보통 |
높음 |
내후성 |
보통 |
낮은 이송 속도와 날카로운 공구 |
보통 |
|
HDPE |
높음 |
좋은 |
좋은 |
좋습니다, 허용 오차가 너무 크지 않네요. |
낮음~보통 |
높음 |
|
PET |
좋은 |
좋은 |
좋은 |
좋은 |
보통 |
|
|
폴리 프로필렌 (PP) |
높음 |
높음 |
우수한 |
중등도 - 뒤틀림 및 끈적임 |
높음 |
|
|
페놀 |
높음 |
좋은 |
기름과 용제에 효과적입니다. |
가난한 |
보통 |
|
|
PVC |
보통 |
보통 |
좋은 |
좋은 |
높음 |
|
|
베스펠® |
높음 |
높음 |
대부분의 연료 및 용제에 효과적입니다. |
난이도는 학년에 따라 낮음~보통~어려움으로 나뉩니다. |
높음 |
|
|
폴리스티렌 (PS) |
좋은 |
높음 |
가난한 |
괜찮긴 한데, 정기적으로 가공되지는 않았네요. |
높음 |
높음 |
지금 프로린을 사용해 보세요!
플라스틱 가공 공정
제시된 플라스틱 소재 중 어떤 것이 가공 프로젝트에 적합한지 고려하실 때, 일반적인 가공 공정인 선삭, 보링, 드릴링, 밀링, 탭핑, 리밍 등을 참고하십시오.
플라스틱 선삭 및 보링
이러한 선반 가공 작업은 내경을 가공하여 원통형 부품을 생산합니다. 선삭은 회전하는 공작물에 고정된 단일 포인트 공구를 사용하여 부싱과 샤프트를 생산합니다. 보링은 기존 구멍을 정밀하게 확장하는 작업입니다. 이러한 공정을 견뎌낼 플라스틱은 높은 치수 안정성을 가져야 합니다. 절삭력이 너무 클 수 있기 때문입니다. 아세탈과 PTFE는 치수 안정성이 가장 뛰어난 플라스틱 중 일부입니다. 칩 배출 방식은 용융을 방지할 수 있을 만큼 빠르고 효과적이어야 합니다. 또한 스핀들 속도를 설정할 때는 플라스틱의 내열성도 고려해야 합니다.
플라스틱 드릴링
플라스틱 드릴링은 재료에 직선 원형 구멍을 만듭니다. 플라스틱의 마찰열 축적으로 인해 ABS, PS 및 기타 플라스틱의 구멍 가장자리가 녹거나 변형될 수 있으며, 이는 드릴링 속도를 제대로 제어하지 못할 경우 발생합니다. 최적의 방법은 칩 배출과 열 방출을 향상시키는 펙 드릴링 기술을 사용하는 것입니다. PET 및 융점이 높은 기타 플라스틱의 경우 연속 드릴링은 문제가 되지 않습니다.
플라스틱 밀링
밀링은 회전하는 다점 절삭 공구를 사용하여 플라스틱 표면에 포켓, 3D 형상 및 평면을 가공하는 공정입니다. 경질 및 연질 플라스틱 모두에 적용 가능한 매우 다재다능한 공정입니다. 특정 플라스틱 재질에 사용되는 밀링 전략. 예를 들어, HDPE와 같은 점성이 강한 플라스틱은 재료 번짐을 방지하고 표면 마감을 향상시키기 위해 날카로운 공구와 빠른 절삭 속도가 필요합니다.
플라스틱 탭핑
탭핑은 미리 뚫어 놓은 구멍에 내부 나사산을 만드는 작업입니다. 아세탈이나 페놀 수지와 같이 치수 안정성이 좋은 플라스틱에 많이 사용됩니다. 하지만 연질 플라스틱은 나사산이 변형되거나 마모되기 쉬우므로 금속 인서트를 대신 사용합니다.
플라스틱에 나사산이 있는 금속 삽입물
플라스틱 리밍
리밍 작업은 드릴로 뚫은 구멍의 최종 직경을 정확하게 맞추는 데 도움을 줍니다. 즉, 구멍을 넓히고 매끄럽게 다듬는 작업입니다. 특히 아세탈 부품과 같이 조립 시 정확한 구멍 직경이 필수적인 부싱 및 베어링 시트 제조에 필수적인 공정입니다.
각 가공 공정에는 고유한 기계적 및 열적 요구 사항이 있습니다. 가공 부품의 최적 성능을 보장하기 위해서는 각 플라스틱에 적합한 가공 공정을 선택해야 합니다.
가공 계획을 세울 때 플라스틱의 특성이 공정 매개변수와 일치하는지 확인하십시오. 예를 들어, 재료의 열 민감도에 따라 이송 속도, 절삭 속도 및 냉각 속도를 결정해야 합니다.
맺음말
가공에 가장 적합한 플라스틱은 실제 요구 사항에 따라 적절한 가공성, 열 안정성, 기계적 특성 및 기타 특성을 제공합니다. 정밀한 공차를 요구하는 아세탈의 완벽한 정밀도부터 탁월한 충격 저항성을 자랑하는 PC에 이르기까지, 각 플라스틱은 산업 응용 분야에 고유한 적합성을 가지고 있습니다. 신뢰할 수 있는 제조 파트너를 찾는 구매 담당자와 플라스틱 소재 사양을 신속하게 확인해야 하는 엔지니어에게는 경험이 풍부한 플라스틱 가공 회사만이 이해할 수 있는 미묘한 차이가 있습니다.
플라스틱 부품은 처음부터 정확하게 가공되어야 합니다. CNC 가공 플라스틱 부품의 설계에서 생산까지 완벽한 전환을 위해 도면을 Boda 엔지니어링 팀과 공유하십시오. 당신은 또한 검토할 수 있습니다 플라스틱 가공 서비스 다양한 종류의 플라스틱에 대한 정밀 가공에 관한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.
자주 묻는 질문
기계 가공에 가장 적합한 플라스틱은 무엇일까요?
가공에 가장 적합한 플라스틱은 인장 강도, 내열성, 내화학성, 충격 강도 등 적용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다. 각 플라스틱은 고유한 특성을 지니고 있으며, 모든 용도에 적합한 단일 플라스틱은 없습니다.
리소스
[1]https://ideambox.com/assets/downloads/engineering-materials-datasheet.pdf
[2]https://www.materialdatacenter.com/ms/en/tradenames/Vespel/DuPont/VESPEL%C2%AE+TP-8311/7e482917/835