Usinagem CNC ABS: Tudo o que você precisa saber

“O acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um termoplástico reconhecido por sua resistência, flexibilidade e excelente usinabilidade. Ele atende a muitos setores, seja para prototipagem ou produção para uso final. “

Serviço de usinagem de plástico ABS abrange a fabricação precisa de acrilonitrila butadieno estireno, um termoplástico versátil, em peças personalizadas. É necessária experiência para preservar as resistências do material no produto final. 

A usinagem ABS CNC oferece uma solução versátil para a criação de peças e produtos duráveis ​​e de alta qualidade. As peças ABS usinadas em CNC são usadas em quase tudo, desde capacetes de proteção até instrumentos musicais, porque podem ser moldadas em designs complexos com tolerâncias restritas. Além disso, eles são compatíveis com operações de usinagem CNC, como fresamento, torneamento, furação e fresamento. Este artigo discutirá as nuances da usinagem de plástico ABS, várias técnicas, processos, benefícios, custos e muito mais.

O que é plástico ABS?

Estrutura química do plástico ABS. fonte

ABS Plastic É um polímero termoplástico que combina acrilonitrila, butadieno e estireno. É conhecido por sua excepcional resistência e versatilidade em diversas aplicações.   

• Acrilonitrila: Oferece estabilidade química e térmica.
• Butadieno: Este componente contribui com tenacidade e resistência ao impacto.
• Estireno: Proporciona rigidez e processabilidade.

O que é o plástico ABS Propriedades?

O ABS tem muitas propriedades valiosas, tornando-o adequado para várias indústrias. Oferece alta resistência mecânica, resistência ao impacto, resistência à fadiga, resistência à corrosão, retardante de chama, estabilidade térmica e muito mais. Vamos discutir propriedades significativas com mais profundidade.

• Força mecânica

ABS é um termoplástico forte com 29.6 – 48 MPa de resistência à tração. Pode suportar altas cargas sem empenar ou rachar. A plenitude compacta de monômeros na estrutura interna fornece alta resistência mecânica e capacidade de carga.

• Força de impacto

É capaz de suportar choques ou energia de alto impacto sem perder suas propriedades e qualquer tipo de falha material. O ABS tem uma resistência média ao impacto de 20 kJ/m² para a chapa entalhada e 58 kJ/m² para a chapa não entalhada (LISTA DE PROPRIEDADES DE MATERIAIS PLÁSTICOS ABS, 2020), o que o torna uma escolha de material apropriada para aplicações em que as peças precisam suportar choques regulares, como escadas de embarque de aeronaves.

• Resistência química

O plástico ABS é resistente à maioria dos compostos químicos, como ácidos, álcalis, óleos minerais e óleos vegetais. No entanto, pode reagir com ácido acético glacial concentrado, ésteres aromáticos e tetracloreto de carbono.

• Dureza:

O plástico ABS é conhecido por sua dureza (200 – 215 J/m). Sua rigidez e dureza o tornam resistente a arranhões e abrasão, permitindo sua utilização em componentes estruturais para diversas aplicações.

• Isolamento elétrico

As peças ABS não são um problema para choques de alta tensão. Eles funcionam perfeitamente como isolamento elétrico e bloqueiam o fluxo de corrente, uma qualidade essencial para aplicações de isolamento.

• Brilho da superfície

O brilho da superfície é uma propriedade estética que confere às peças ABS uma aparência atraente. O brilho e o brilho da superfície ABS tornam-na útil quando o apelo estético é essencial.

• Retardante de fogo

O ABS pode trabalhar na faixa de temperatura de -50°C a 70°C sem degradar quaisquer propriedades físicas, mecânicas ou químicas. Ele exibe funcionalidade superior nesta faixa de temperatura. O ABS também é conhecido como um excelente plástico retardador de fogo, que pode retardar um incêndio e até mesmo pará-lo, evitando que as chamas se espalhem.

Tabela: Principais propriedades mecânicas do ABS. fonte

Clique aqui para baixar: Folha de propriedades de plástico ABS

Usinagem de Plástico ABS 

O ABS é usinado com facilidade em processos CNC, como fresagem, torneamento, roteamento e furação. Com as ferramentas adequadas, é fácil manter uma boa precisão dimensional e qualidade de superfície. Ferramentas de aço rápido são comumente utilizadas, enquanto ferramentas de metal duro são preferidas para volumes de produção maiores ou aplicações mais exigentes. Os parâmetros de corte devem ser selecionados cuidadosamente. Avanços e velocidades muito baixos podem gerar calor excessivo, enquanto velocidades de rotação excessivamente altas podem causar lascas ou má qualidade das bordas.

Ao selecionar um plástico, também é útil comparar. ABS vs HDPEe ABS vs Nylon. O ABS oferece melhor estabilidade dimensional e um acabamento superficial mais liso do que o HDPE, enquanto o nylon proporciona maior resistência ao desgaste e resistência mecânica para peças que suportam carga. O material adequado depende do ambiente operacional e da função do componente.

Fresagem CNC é a operação mais comum do ABS para transferir a peça para o formato desejado. Dependendo da necessidade específica, pode ser fresada com diferentes tamanhos de ferramentas, desde fresa de topo plano de 1/8″ até fresa de topo plano de 1/64″ (Emily A., 2019). Outros parâmetros operacionais das máquinas CNC, como avanço, velocidade do fuso e profundidade de corte, precisam ser ajustados de acordo com o tamanho da ferramenta.

Por exemplo (Fonte)

• Tamanho da ferramenta (fresa plana de 1/8"): taxa de avanço de 1500 mm/min, 16, 400 RPM, 1.27 mm de comprimento máximo de passagem.
• Tamanho da ferramenta (fresa plana de 1/64"): taxa de avanço de 762 mm/min, 16, 400 RPM, 0.254 mm de comprimento máximo de passagem.

ABS usinado em CNC

Ao usar a enorme ferramenta, o RPM deve ser ajustado em um nível mais baixo e limita o comprimento máximo do passe. Comparar a usinagem CNC do ABS com material metálico é bastante semelhante à usinagem do alumínio 6061. A fixação firme da peça ABS é obrigatória, e o bastão de ferramenta ideal pode ser configurado com a ajuda da simulação CAM. Além disso, as ferramentas de metal duro são o melhor substituto para o aço com alto teor de carbono. Isso elimina a chance de a peça de trabalho ter penugem na parte superior ou inferior.

A tabela a seguir discute o processo passo a passo para usinagem ABS CNC com uma breve descrição de cada um. 

Tabela: Processo de Usinagem CNC ABS 

Técnicas de Usinagem de Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)

A usinagem de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um processo meticuloso que requer uma abordagem estratégica. Técnicas específicas são utilizadas para aproveitar todo o potencial do plástico ABS, cada uma adaptada para atender aos requisitos exclusivos de diferentes projetos. Esses métodos garantem que as peças ABS usinadas em CNC sejam precisas e atendam às especificações e intenções de projeto exatas.

Fresagem de plástico ABS

O fresamento destaca-se como uma técnica versátil para usinagem de plástico ABS. Este processo é fundamental para esculpir formas complexas e detalhes intrincados do material ABS. O fresamento permite alta precisão, permitindo que os fabricantes obtenham as geometrias exatas exigidas para a peça. Durante o fresamento, uma ferramenta rotativa remove material da peça. 

A seguir estão as considerações cruciais em Fresagem CNC ABS; 

• Seleção de ferramentas: Escolher as fresas de topo ou de facear adequadas é vital. (Ferramentas de metal duro são recomendadas)
• Taxas de velocidade e avanço: Devidamente otimizados para fresamento eficiente e preciso.
• Resfriamento: Como o ABS tem baixo ponto de fusão, é essencial garantir que o material não superaqueça.

Girando ABS em um torno

O torneamento de ABS em um torno é particularmente adequado para a produção de peças cilíndricas. Nesta técnica, a peça ABS gira e uma ferramenta de corte de ponta única remove o material, melhorando a precisão e o acabamento superficial da peça.

Tabela: Fatores-chave no ABS para torneamento de torno

Perfuração e rosqueamento

Perfuração e rosqueamento são outras técnicas essenciais na usinagem ABS CNC. Eles são fundamentais para adicionar recursos funcionais como furos e roscas. Estes processos são vitais para componentes que requerem montagem ou incorporação de peças adicionais.

Tabela: Fatores-chave na perfuração e rosqueamento em ABS

Gravura e Gravura

Gravação e gravação são técnicas usadas para adicionar textos, logotipos ou designs complexos na superfície das peças ABS. Esses métodos melhoram o apelo estético e a funcionalidade dos componentes, tornando-os adequados para diversas aplicações, incluindo sinalização, branding ou fins decorativos.

A seguir estão as considerações críticas para gravação e gravação em ABS:

• Profundidade do corte: A profundidade da gravação ou gravação deve ser cuidadosamente controlada para manter a integridade da peça.
• Precisão da ferramenta: Ferramentas de alta precisão são essenciais para obter projetos detalhados e precisos.
• Taxas de velocidade e alimentação: Estes devem ser otimizados para evitar queimaduras ou deformações do material, garantindo gravações ou águas-fortes limpas e nítidas.

Considerações importantes na usinagem ABS CNC

O risco de desgaste da ferramenta é quase nulo e defeitos de usinagem ao trabalhar com plástico ABS, se você considerar algumas precauções durante a usinagem.

• Considere a espessura mínima da parede de 0.5 mm para evitar o empenamento.
• A profundidade de corte pode ser dez vezes maior que o diâmetro da broca da ferramenta.
• A temperatura da ferramenta precisa ser monitorada porque o atrito entre a ferramenta e a peça ABS pode aquecer rapidamente a ferramenta.
• O uso de fluidos de corte é necessário durante as operações de perfuração para reduzir o desgaste da ferramenta, uma vez que os cavacos quentes desgastam a superfície da ferramenta e podem derreter o material. Além disso, o material pode aderir ao sair do furo.
• O uso da ferramenta de metal duro limita a troca frequente de configuração da ferramenta porque dura mais tempo.
• Trabalhar com material ABS pode causar irritação na pele. Certifique-se de limpar bem as mãos após cada sessão.

Custo de usinagem CNC ABS

Os aspectos financeiros da usinagem ABS CNC envolvem vários fatores que influenciam o custo geral. Esses componentes vão desde as complexidades do projeto até a seleção do maquinário, cada um desempenhando um papel fundamental na determinação da eficiência econômica do processo de usinagem. Vamos discutir os vários fatores de custo da usinagem ABS CNC que podem orientar o planejamento orçamentário e a tomada de decisões. 

• Complexidade do projeto: Projetos mais complexos exigem tempo de usinagem adicional e possivelmente ferramentas especiais, aumentando os custos. Além disso, projetos complexos exigem profissionais mais especializados, o que também aumenta o custo.
• Custos de material: O preço do plástico ABS pode variar com base nas condições de mercado e nos preços do fornecedor.
• Tempo de usinagem: A duração necessária para completar cada peça impacta o custo total de usinagem.
• Desgaste da Ferramenta: Materiais mais duros ou designs complexos podem aumentar o desgaste da ferramenta, aumentando o custo.
• Volume: A produção de peças em grande volume pode reduzir o custo unitário devido às economias de escala.

Se você estiver comparando plásticos de engenharia antes da produção, leia nosso guia sobre ABS vs Polipropileno Para entender como suas características de usinagem, resistência e aplicações diferem.

Exemplo da vida real de custo de usinagem ABS CNC

Considere um cenário em que uma empresa deseja usinar peças de plástico ABS. Eles exigem 100 unidades de um componente medindo 50 mm x 30 mm x 10 mm. O custo do material para plástico ABS é de aproximadamente US$ 2 por kg, e a empresa negociou uma taxa horária de US$ 50 para a operação da máquina CNC.

Custo material

• O volume de um componente:50mm×30mm×10mm=15,000mm= 15cm³
• Densidade do plástico ABS: Aprox. 1.04g/cm³
• Peso de um componente: 15cm³ x 1.04 g/cm³ = =15.6 gramas 
• O custo do material = 100 componentes x 15.6 (grama) x $ 2/kg /1000 gramas = $ 3

Custo de Usinagem

• Suponha que sejam necessários 10 minutos para usinar cada componente;
• Tempo total de usinagem: 100 componentes × 10 minutos = 1000 minutos = 16.66 horas
• Custo de usinagem: 16.66 x US$ 50/hora = US$ 833.33

Custo total: $ 3.12 (material) + $ 833.33 (usinagem) = $ 836.45

Como posso minimizar o custo de usinagem do ABS?

É possível maximizar a relação custo-benefício dos projetos de usinagem ABS CNC e, ao mesmo tempo, manter um compromisso constante com a qualidade e a precisão. Vamos explorar algumas estratégias para alcançar esse delicado equilíbrio.

• Otimizando o Design: Simplificar projetos sem comprometer a funcionalidade pode reduzir o tempo e os custos de usinagem.
• Seleção de Material: Escolha classes de ABS que ofereçam as propriedades necessárias para a aplicação, mas que sejam econômicas.
• Práticas de usinagem eficientes: Adote práticas que maximizem a eficiência, como velocidades de corte e caminhos de ferramenta adequados.
• Manutenção preventiva: A manutenção regular das máquinas CNC garante que elas operem com eficiência, evitando quebras dispendiosas e tempos de inatividade.

Além disso, a colaboração com fornecedores de serviços de usinagem CNC experientes, como a Boda, pode reduzir significativamente o custo geral de usinagem ABS CNC sem sacrificar a precisão e a qualidade. Sua experiência em usinagem ABS CNC pode ser valiosa para equilibrar custo e qualidade em seus projetos de fabricação.

Quais são as opções de acabamento de superfície para peças ABS usinadas em CNC?

O acabamento superficial é uma fase crucial, embora muitas vezes subestimada, no ciclo de produção que melhora os atributos estéticos e funcionais do material. O ABS é reconhecido por sua usinabilidade e versatilidade e apresenta diversas opções de acabamento superficial, cada uma capaz de conferir características distintas ao produto final. O acabamento como máquina das peças ABS envolve um acabamento fosco, que pode ser processado posteriormente para obter o acabamento pretendido. Algumas abordagens de acabamento comuns para peças ABS usinadas em CNC incluem jateamento, galvanoplastia e pintura.

Lixamento e polimento

Lixar e polir são etapas fundamentais no acabamento superficial de peças em ABS. Esses processos visam alisar a superfície, remover marcas de usinagem e preparar a peça para outras operações de acabamento ou uso final.

Peça ABS polida com design personalizado

A seguir estão os principais aspectos do lixamento e polimento;

• Remove marcas de ferramentas e irregularidades de superfície
• Prepara a superfície para processos de acabamento subsequentes
• Isso pode ser feito manualmente ou usando máquinas automatizadas

Acabamento de pintura 

A pintura é uma opção de acabamento popular que aprimora o apelo estético das peças ABS. Permite a personalização da aparência da peça, ao mesmo tempo que fornece uma camada adicional de proteção contra fatores ambientais.

• Uma grande variedade de cores e estilos estão disponíveis
• Fornece uma camada protetora contra fatores ambientais
• Pode aumentar a resistência da peça ao desgaste

galvanoplastia

A galvanoplastia é um processo onde um revestimento metálico é depositado na superfície da peça ABS. Este processo é usado para melhorar a aparência e a resistência à corrosão e aumentar a durabilidade geral da peça.

A seguir estão os fatores que influenciam a qualidade da galvanoplastia

• Tipo de metal usado para o revestimento
• A espessura desejada da camada revestida
• Preparação e limpeza da superfície ABS antes da galvanoplastia

Anodização

Peças ABS usinadas em CNC com acabamento anodizado

A anodização é normalmente usada para peças metálicas, mas também pode ser aplicada ao ABS quando a metalização tiver sido realizada. É um processo de acabamento que aumenta a resistência à corrosão e ao desgaste.

• Usado principalmente após um processo de metalização
• Melhora a resistência ao desgaste e à corrosão
• Altera a estrutura da superfície para absorver corantes ou adesivos

Quais são as vantagens da usinagem ABS CNC?

As propriedades do ABS atendem às demandas da fabricação moderna, facilitando a usinagem e um espectro de aplicações que vão desde protótipos até produtos acabados. Vamos discutir as vantagens que tornam a usinagem ABS CNC uma escolha preferida entre os profissionais.

• Usinabilidade

A alta usinabilidade do ABS permite trabalhar com qualquer Plástico CNC Operação. Não danifica a ferramenta e não há risco de danos físicos à peça de trabalho. A usinabilidade também contribui para tolerâncias estreitas e acabamento superficial liso.

• Precisão e complexidade

Um alto nível de precisão pode ser mantido com qualquer projeto complexo. A configuração correta da ferramenta, os parâmetros de corte e o caminho da ferramenta otimizado contribuem para a excepcional precisão dimensional das peças ABS usinadas em CNC. As máquinas CNC podem criar peças ABS com tolerância de até ± 0.005 mm.

• Baixo custo

ABS é um termoplástico de engenharia de baixo custo que pode ser usinado com tecnologia CNC e alta velocidade de produção. Menos tempo de produção significa redução do custo geral. Além disso, o risco mínimo de criação de peças defeituosas também ajuda a minimizar o custo de produção.

• Adequado para prototipagem

A prototipagem rápida é uma etapa crucial em todos os ciclos de desenvolvimento de produtos. O ABS pode ser empregado na produção de protótipos para qualquer produto em diversos setores. O ABS é uma opção viável para a prototipagem de produtos metálicos e plásticos devido ao seu baixo custo, usinabilidade, precisão e alta relação resistência/peso.

• Reciclabilidade

Como qualquer outro termoplástico, o ABS é totalmente reciclável após o ciclo de vida da peça ou produto. Pode ser convertido em novas chapas ou barras por fusão e moldagem. É benéfico em termos de custo e efeitos ambientais.

Quais são as aplicações da usinagem ABS CNC?

Como mencionado anteriormente, o ABS pode ser convertido em partes desejáveis ​​de diferentes indústrias, incluindo automotiva, eletrônica e elétrica, aeroespacial, eletrodomésticos, defesa, brinquedos e muito mais.

Serviços de usinagem CNC na Boda para ABS

Os serviços de usinagem CNC de plástico da Boda incluem a usinagem de peças em ABS, projetada para atender tanto à prototipagem em pequena escala quanto à produção em larga escala, sem comprometer a precisão ou o acabamento superficial. Utilizamos máquinas CNC avançadas que podem lidar facilmente com formas complexas e detalhes intrincados. Nossos serviços não se limitam apenas à usinagem, mas também incluem assistência no projeto, seleção de materiais e pós-processamento, garantindo que o produto final atenda aos requisitos específicos de nossos clientes.

Os principais recursos dos serviços de usinagem CNC da Boda para ABS incluem:

• Engenharia de precisão: Alta precisão e repetibilidade para peças com tolerâncias restritas.
• Personalização: Capacidade de produzir peças sob medida para as necessidades exclusivas dos clientes.
• Escalabilidade: Serviços adequados para protótipos únicos, bem como para execuções de produção de alto volume.
• Opções de acabamento: Vários serviços de pós-processamento como pintura, polimento e jato de areia para melhorar a aparência e o desempenho das peças.
• Garantia De Qualidade: Medidas rigorosas de controle de qualidade para garantir que cada peça atenda a padrões rigorosos.
• Consulta especializada: Acesso à equipe de especialistas da Boda para otimização de projetos e consultoria de materiais.
• Retorno rápido: Processos eficientes que encurtam o tempo desde o projeto até a entrega.
• Custo-eficácia: Modelos de preços competitivos que agregam valor ao investimento.

Resumindo 

ABS CNC Machining combina as capacidades da fabricação moderna com as qualidades excepcionais do plástico ABS. Essa fusão resulta em peças que atendem aos mais altos padrões de durabilidade, funcionalidade e estética. Esteja você procurando criar protótipos ou produzir lotes de alto volume, compreender as técnicas, custos e benefícios da usinagem ABS CNC é fundamental. Com o provedor de serviços certo, como os serviços de fresagem CNC de metal da Boda, você pode aproveitar todo o potencial do ABS e obter resultados excelentes em seu projeto de fabricação. 

Boda fornece Serviço de usinagem ABS Para peças de protótipo e de produção, nossos engenheiros e máquinas CNC avançadas podem usinar ABS, outros plásticos de engenharia e metais com tolerâncias rigorosas para uma ampla gama de aplicações.

Se você busca um serviço de fabricação sob demanda para o seu projeto de usinagem CNC, está a poucos passos de obter suas peças. Envie-nos seu projeto para cotação e finalizá-lo consultando nossos engenheiros, então procederemos imediatamente para convertê-lo em realidade.

Perguntas Frequentes

O que é plástico ABS?

O ABS é um termoplástico de engenharia versátil usado em projetos de usinagem CNC, adequado para desenvolvimento de protótipos e produção em massa.

O que torna o ABS adequado para usinagem CNC?

O ABS é durável, estável e fácil de usinar, tornando-o ideal para diversas aplicações CNC.

Como funciona o processo de usinagem ABS CNC?

Envolve projetar em CAD, configurar máquinas CNC, usinar a peça e pós-processamento.

Você pode usinar ABS CNC para qualquer aplicação?

Sim, o ABS pode ser usinado para uma ampla gama de aplicações devido à sua versatilidade.

Quais são as aplicações típicas da usinagem ABS CNC?

A usinagem ABS CNC é significativa nas indústrias automotiva, médica, eletrônica, elétrica, aeroespacial, de processamento de alimentos e muitas outras indústrias. Além disso, é amplamente adotado no desenvolvimento de protótipos.

Por que devo escolher usinagem ABS CNC em vez de moldagem por injeção?

É rápido e econômico usar a usinagem CNC. A usinagem CNC pode criar peças ABS corretas. É sensato criar um Protótipo de fresagem CNC de peças ABS para analisar a viabilidade técnica e econômica da moldagem por injeção.

Existem considerações cruciais da usinagem ABS CNC?

Sim, você deve prestar atenção à temperatura da ferramenta, material da ferramenta, velocidade de corte, taxa de avanço e uso pretendido da peça ABS.

Referências 

1. Folha de dados do filamento ABS [PDF]. Obtido de https://static.webshopapp.com/shops/098890/files/049030006/abs-filament-datasheet-en.pdf
2. Ferramentas pequenas. Apoiar. Obtido de https://support.bantamtools.com/hc/en-us
3. Fátima Sabah.(2019). Análise de falhas de materiais de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e modelagem de danos. ResearchGate. Obtido de https://www.researchgate.net/publication/336517424_Failure_Analysis_of_Acrylonitrile_Butadiene_Styrene_ABS_Materials_and_Damage_Modeling
4. Irina Turku. (2018). Estrutura química do ABS, PS e PVC. No ResearchGate [Figura]. Obtido de https://www.researchgate.net/figure/Chemical-structure-of-ABS-PS-and-PVC_fig2_328589758