Обработка ABS с ЧПУ: все, что вам нужно знать

«Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) — это термопласт, известный своей прочностью, гибкостью и превосходной обрабатываемостью. Он обслуживает многие отрасли, будь то прототипирование или производство конечного использования. «

Услуги по обработке АБС-пластика включает в себя точное изготовление акрилонитрил-бутадиен-стирола, универсального термопластика, для изготовления индивидуальных деталей. Для сохранения прочности материала в конечном продукте необходим опыт. 

Обработка ABS с ЧПУ обеспечивает универсальное решение для создания долговечных, высококачественных деталей и изделий. Детали из ABS, обработанные на станках с ЧПУ, используются практически во всем: от защитных головных уборов до музыкальных инструментов, поскольку им можно придавать сложную конструкцию с жесткими допусками. Кроме того, они совместимы с такими операциями обработки на станках с ЧПУ, как фрезерование, токарная обработка, сверление и фрезерование. В этой статье будут рассмотрены нюансы обработки АБС-пластика, различные методы, процессы, преимущества, затраты и многое другое.

Что такое АБС-пластик?

Химическая структура АБС-пластика. Источник

ABS пластик Это термопластичный полимер, представляющий собой комбинацию акрилонитрила, бутадиена и стирола. Он известен своей исключительной прочностью и универсальностью в различных областях применения.   

• Акрилонитрил: Он обеспечивает химическую и термическую стабильность.
• Бутадиен: Этот компонент обеспечивает прочность и ударопрочность.
• Стирол: Это обеспечивает жесткость и технологичность.

Что такое АБС-пластик Характеристики?

ABS обладает многими ценными свойствами, что делает его пригодным для различных отраслей промышленности. Он обладает высокой механической прочностью, ударной вязкостью, усталостной долговечностью, коррозионной стойкостью, огнестойкостью, термической стабильностью и т. д. Давайте обсудим важные свойства более подробно.

• Механическая сила

ABS представляет собой прочный термопласт с пределом прочности при растяжении 29.6–48 МПа. Он выдерживает высокие нагрузки, не деформируясь и не трескаясь. Компактная наполненность мономеров во внутренней структуре обеспечивает высокую механическую прочность и несущую способность.

• Сила удара

Он способен выдерживать удары или энергию сильного удара без потери своих свойств и любой материальной формы разрушения материала. ABS имеет среднюю ударную вязкость 20 кДж/м² для листа с надрезом и 58 кДж/м² для листа без надреза. (СПИСОК СВОЙСТВ АБС-ПЛАСТИКОВ, 2020 г.), что делает его подходящим материалом для применений, где детали должны выдерживать регулярные удары, например, при посадке на трапы самолета.

• Химическая стойкость

АБС-пластик устойчив к большинству химических соединений, таких как кислоты, щелочи, минеральные и растительные масла. Однако он может реагировать с концентрированной ледяной уксусной кислотой, ароматическими эфирами и четыреххлористым углеродом.

• Твердость

АБС-пластик известен своей твердостью (200 – 215 Дж/м). Его жесткость и твердость делают его устойчивым к царапинам и истиранию, что позволяет использовать его в конструкционных компонентах различного назначения.

• Электрическая изоляция

Детали ABS не являются проблемой для высоковольтных амортизаторов. Они безупречно выполняют функцию электроизоляции и блокируют ток, что является важным качеством для изолирующих устройств.

• Поверхностная яркость

Поверхностная яркость – это эстетическое свойство, которое придает деталям из АБС-пластика привлекательный вид. Блеск и блеск поверхности ABS делают ее полезной, когда важна эстетическая привлекательность.

• Огнестойкий материал

ABS может работать в диапазоне температур от -50°C до 70°C без ухудшения физических, механических или химических свойств. Он демонстрирует превосходную функциональность в этом температурном диапазоне. АБС-пластик также известен как превосходный огнестойкий пластик, который может замедлить и даже остановить пожар, предотвращая его распространение.

Таблица: Основные механические свойства АБС-пластика. Источник

Нажмите здесь, чтобы загрузить: Свойства АБС-пластика

Обработка АБС-пластика 

ABS-пластик хорошо поддается обработке на станках с ЧПУ, таких как фрезерование, токарная обработка, фрезерование и сверление. При правильном подборе инструмента легко поддерживать высокую точность размеров и качество поверхности. Обычно используются инструменты из быстрорежущей стали, а для больших объемов производства или сложных задач предпочтительнее использовать твердосплавные инструменты. Параметры резания следует выбирать тщательно. Слишком низкие подачи и скорости могут приводить к избыточному нагреву, а чрезмерно высокие скорости вращения шпинделя могут вызывать разрывы или ухудшение качества кромки.

При выборе пластика также полезно сравнить различные варианты. АБС против ПНД и АБС против нейлона. ABS обеспечивает лучшую стабильность размеров и более гладкую поверхность, чем HDPE, а нейлон — более высокую износостойкость и механическую прочность для несущих деталей. Выбор подходящего материала зависит от условий эксплуатации и назначения компонента.

фрезерные с ЧПУ — наиболее распространенная операция ABS по приданию заготовке желаемой формы. В зависимости от конкретных требований его можно фрезеровать с помощью инструментов разных размеров: от фрезы с плоским концом 1/8 дюйма до фрезы с плоским концом 1/64 дюйма (Эмили А., 2019). Другие рабочие параметры станков с ЧПУ, такие как скорость подачи, скорость шпинделя и глубина резания, необходимо регулировать в соответствии с размером инструмента.

Например (Источник)

• Размер инструмента (плоская концевая фреза 1/8″): скорость подачи 1500 мм/мин, 16 400 об/мин, максимальная длина прохода 1.27 мм.
• Размер инструмента (плоская концевая фреза 1/64″): скорость подачи 762 мм/мин, 16 400 об/мин, максимальная длина прохода 0.254 мм.

АБС-пластик с ЧПУ

При использовании огромного инструмента число оборотов в минуту необходимо регулировать на более низком уровне, что ограничивает максимальную длину прохода. Сравнение обработки ABS с металлическим материалом на станке с ЧПУ очень похоже на обработку алюминия 6061. Крепкое удержание заготовки ABS является обязательным, а оптимальный набор инструментов можно настроить с помощью CAM-моделирования. Кроме того, твердосплавные инструменты являются лучшей заменой высокоуглеродистой стали. Это исключает вероятность того, что заготовка будет иметь ворсинки сверху или снизу.

В следующей таблице описан пошаговый процесс обработки ABS на станке с ЧПУ с кратким описанием каждого из них. 

Таблица: Процесс обработки ABS с ЧПУ 

Методы обработки акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС)

Обработка акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) — это кропотливый процесс, требующий стратегического подхода. Для использования всего потенциала АБС-пластика используются специальные методы, каждый из которых адаптирован к уникальным требованиям различных проектов. Эти методы гарантируют, что детали из ABS, обработанные на станках с ЧПУ, точны и соответствуют точным спецификациям и проектным замыслам.

Фрезерование АБС-пластика

Фрезерование является универсальным методом обработки АБС-пластика. Этот процесс способствует вырезанию сложных форм и замысловатых деталей из материала ABS. Фрезерование обеспечивает высокую точность, позволяя производителям добиться точной геометрии, необходимой для детали. Во время фрезерования вращающийся инструмент удаляет материал с заготовки. 

Ниже приведены важные соображения, Фрезерный станок с ЧПУ АБС; 

• Выбор инструмента: Очень важно выбрать подходящие концевые или торцевые фрезы. (Рекомендуются твердосплавные инструменты)
• Скорость и подача: оптимально оптимизированы для эффективного и точного фрезерования.
• Охлаждение: поскольку АБС-пластик имеет низкую температуру плавления, важно обеспечить, чтобы материал не перегревался.

Точение АБС на токарном станке

Токарная обработка ABS на токарном станке особенно хорошо подходит для изготовления цилиндрических деталей. В этом методе заготовка из АБС-пластика вращается, а одноточечный режущий инструмент удаляет материал, повышая точность и чистоту поверхности детали.

Таблица: Ключевые факторы токарной обработки ABS

Бурение и нарезание резьбы

Сверление и нарезание резьбы являются другими важными методами обработки ABS на станках с ЧПУ. Они играют важную роль в добавлении функциональных элементов, таких как отверстия и резьба. Эти процессы жизненно важны для компонентов, требующих сборки или установки дополнительных деталей.

Таблица: Ключевые факторы при сверлении и нарезании резьбы ABS

Гравировка и травление

Гравировка и травление — это методы, используемые для нанесения текстов, логотипов или замысловатых рисунков на поверхность деталей из АБС-пластика. Эти методы повышают эстетическую привлекательность и функциональность компонентов, делая их пригодными для различных применений, включая вывески, брендинг или декоративные цели.

Ниже приведены важные соображения для гравировки и травления ABS:

• Глубина резания: Глубину гравировки или травления следует тщательно контролировать, чтобы сохранить целостность детали.
• Точность инструмента: Высокоточные инструменты необходимы для создания детальных и точных проектов.
• Скорость и скорость подачи: Они должны быть оптимизированы, чтобы предотвратить любые прожоги или деформации материала, обеспечивая чистоту и четкость гравюры или травления.

Важное соображение при обработке ABS с ЧПУ

Практически нулевой риск износа инструмента и дефекты обработки при работе с АБС-пластиком, если вы соблюдаете некоторые меры предосторожности при обработке.

• Учитывайте минимальную толщину стенки 0.5 мм, чтобы предотвратить коробление.
• Глубина резания может в десять раз превышать диаметр сверла инструмента.
• Необходимо контролировать температуру инструмента, поскольку трение между инструментом и заготовкой из АБС-пластика может быстро нагреть инструмент.
• Охлаждающие жидкости необходимы во время бурения для уменьшения износа инструмента, поскольку горячая стружка изнашивает поверхность инструмента и может расплавить материал. Кроме того, материал может застревать при выходе из отверстия.
• Использование твердосплавного инструмента ограничивает частую смену настройки инструмента, поскольку он служит дольше.
• Работа с материалом ABS может вызвать раздражение кожи. Обязательно тщательно мойте руки после каждого сеанса.

Стоимость обработки АБС с ЧПУ

Финансовые аспекты обработки ABS на станке с ЧПУ включают в себя различные факторы, влияющие на общую стоимость. Эти компоненты варьируются от сложности конструкции до выбора оборудования, каждый из которых играет ключевую роль в определении экономической эффективности процесса обработки. Давайте обсудим различные факторы стоимости обработки ABS на станках с ЧПУ, которые могут помочь в бюджетном планировании и принятии решений. 

• Сложность дизайна: Более сложные конструкции требуют дополнительного времени обработки и, возможно, специального инструмента, что увеличивает затраты. Кроме того, сложные конструкции требуют большего количества опытных специалистов, что также увеличивает стоимость.
• Материальные затраты: Цена на АБС-пластик может колебаться в зависимости от рыночных условий и цен поставщиков.
• Время обработки: Продолжительность, необходимая для завершения каждой детали, влияет на общую стоимость обработки.
• Износ инструмента: Более твердые материалы или сложная конструкция могут увеличить износ инструмента, что приведет к увеличению стоимости.
• Объем: Производство деталей в больших объемах может снизить себестоимость единицы продукции за счет эффекта масштаба.

Если вы сравниваете конструкционные пластмассы перед началом производства, ознакомьтесь с нашим руководством по этому вопросу. АБС против полипропилена чтобы понять, чем отличаются их характеристики обработки, прочность и области применения.

Реальный пример стоимости обработки ABS на станке с ЧПУ

Рассмотрим сценарий, когда компания хочет обрабатывать детали из АБС-пластика. Для них требуется 100 единиц компонента размером 50х30х10 мм. Стоимость материала для АБС-пластика составляет примерно 2 доллара за кг, и компания договорилась о почасовой ставке 50 долларов за работу станка с ЧПУ.

Стоимость материала

• Объем одного компонента: 50 мм × 30 мм × 10 мм = 15,000 15 мм = XNUMX см³.
• Плотность АБС-пластика: прибл. 1.04 г/см³
• Вес одного компонента: 15 см³ x 1.04 г/см³ = = 15.6 грамма. 
• Стоимость материала = 100 компонентов x 15.6 (грамм) x 2 доллара США/кг/1000 грамм = 3 доллара США.

Стоимость обработки

• Предположим, что обработка каждого компонента занимает 10 минут;
• Общее время обработки: 100 компонентов × 10 минут = 1000 минут = 16.66 часа.
• Стоимость механической обработки: 16.66 x 50 долларов США в час = 833.33 долларов США.

Общая стоимость: 3.12 доллара США (материал) + 833.33 доллара США (обработка) = 836.45 доллара США.

Как я могу минимизировать затраты на обработку ABS?

Максимизация экономической эффективности проектов обработки ABS на станках с ЧПУ при сохранении неизменной приверженности качеству и точности возможна. Давайте рассмотрим некоторые стратегии достижения этого хрупкого баланса.

• Оптимизация дизайна: Упрощение конструкции без ущерба для функциональности может сократить время и затраты на обработку.
• Выбор материала: Выбирайте марки АБС, которые обладают необходимыми для конкретного применения свойствами, но при этом являются экономически эффективными.
• Эффективные методы обработки: Применяйте методы, которые максимизируют эффективность, такие как подходящие скорости резания и траектории движения инструмента.
• Профилактика: Регулярное техническое обслуживание станков с ЧПУ обеспечивает их эффективную работу, предотвращая дорогостоящие поломки и простои.

Кроме того, сотрудничество с опытными поставщиками услуг по обработке с ЧПУ, такими как Boda, может значительно снизить общую стоимость обработки ABS с ЧПУ без ущерба для точности и качества. Их опыт в области обработки ABS на станках с ЧПУ может оказаться ценным для обеспечения баланса между стоимостью и качеством в ваших производственных проектах.

Каковы варианты отделки поверхности деталей из АБС-пластика, обработанных на станке с ЧПУ?

Обработка поверхности является важнейшим, но часто недооцениваемым этапом производственного цикла, который улучшает эстетические и функциональные свойства материала. ABS известен своей обрабатываемостью и универсальностью и предлагает различные варианты отделки поверхности, каждый из которых способен придать конечным продуктам особые характеристики. Машинная обработка деталей из АБС-пластика включает в себя матовую поверхность, которую можно подвергнуть дальнейшей обработке для получения желаемой отделки. Некоторые распространенные подходы к отделке деталей из ABS, обработанных на станках с ЧПУ, включают дробеструйную очистку, гальваническое покрытие и покраску.

Шлифовка: и полировка

Шлифование и полировка являются основными этапами обработки поверхности деталей из АБС-пластика. Эти процессы направлены на сглаживание поверхности, удаление следов обработки и подготовку детали к другим операциям отделки или окончательному использованию.

Полированная деталь из АБС-пластика с индивидуальным дизайном

Ниже приведены ключевые аспекты шлифовки и полировки;

• Удаляет следы инструмента и неровности поверхности.
• Подготавливает поверхность к последующим процессам отделки.
• Это можно сделать вручную или с помощью автоматизированного оборудования.

Покраска Готово 

Покраска – популярный вариант отделки, повышающий эстетическую привлекательность деталей из АБС-пластика. Это позволяет настраивать внешний вид детали, обеспечивая при этом дополнительный уровень защиты от факторов окружающей среды.

• Доступно большое разнообразие цветов и стилей
• Обеспечивает защитный слой от факторов окружающей среды.
• Может повысить устойчивость детали к износу

гальванопокрытие

Гальваника — это процесс, при котором металлическое покрытие наносится на поверхность детали из АБС-пластика. Этот процесс используется для улучшения внешнего вида и коррозионной стойкости, а также для повышения общей долговечности детали.

Ниже приведены факторы, влияющие на качество гальваники.

• Тип металла, использованного для покрытия
• Желаемая толщина слоя покрытия
• Подготовка и очистка поверхности ABS перед гальванопокрытием.

анодирование

Детали из ABS, обработанные на станке с ЧПУ, с анодированным покрытием

Анодирование обычно используется для металлических деталей, но его также можно применять и к АБС-пластикам после металлизации. Это отделочный процесс, который повышает устойчивость к коррозии и износу.

• В основном используется после процесса металлизации.
• Улучшает износостойкость и устойчивость к коррозии
• Изменяет структуру поверхности, поглощая красители или клеи.

Каковы преимущества обработки ABS с ЧПУ?

Свойства АБС-пластика соответствуют требованиям современного производства, обеспечивая простоту обработки и широкий спектр применений, начиная от прототипов и заканчивая готовыми изделиями. Давайте обсудим преимущества, которые делают обработку ABS с ЧПУ предпочтительным выбором среди профессионалов.

• Machinability

Высокая обрабатываемость ABS позволяет работать с любыми ЧПУ пластик операция. Это не вредит инструменту, и риск физического повреждения заготовки равен нулю. Обрабатываемость также способствует обеспечению жестких допусков и гладкости поверхности.

• Точность и сложность

Высокий уровень точности можно поддерживать при любой сложной конструкции. Правильная настройка инструмента, параметры резки и оптимизированная траектория инструмента способствуют исключительной точности размеров деталей из ABS, обработанных на станках с ЧПУ. Станки с ЧПУ могут создавать детали из АБС-пластика с допуском всего ± 0.005 мм.

• Бюджетный

АБС — это недорогой инженерный термопласт, который можно обрабатывать с помощью технологии ЧПУ и с высокой скоростью производства. Меньше времени производства означает снижение общей стоимости. Кроме того, минимальный риск создания бракованных деталей также помогает минимизировать себестоимость производства.

• Подходит для прототипирования

Быстрое прототипирование — важнейший этап в каждом цикле разработки продукта. ABS-пластик может использоваться для изготовления прототипов любых необходимых изделий в соответствующих отраслях. ABS-пластик является подходящим вариантом для прототипирования металлических и пластиковых изделий благодаря своей низкой стоимости, обрабатываемости, точности и высокому соотношению прочности к весу.

• Рециркуляции

Как и любой другой термопластик, ABS полностью пригоден для вторичной переработки после окончания жизненного цикла детали или изделия. Его можно превратить в новые листы или бруски путем плавления и формования. Это выгодно с точки зрения стоимости и воздействия на окружающую среду.

Каковы применения обработки ABS с ЧПУ?

Как упоминалось ранее, АБС может быть преобразован в желательные детали для различных отраслей промышленности, включая автомобилестроение, электронику и электротехнику, аэрокосмическую промышленность, бытовую технику, оборону, игрушки и многое другое.

Услуги по обработке с ЧПУ в Boda для ABS

Компания Boda предлагает услуги по обработке пластика на станках с ЧПУ, включая обработку деталей из ABS-пластика, предназначенную как для мелкосерийного прототипирования, так и для крупномасштабного производства без ущерба для точности или качества поверхности. Мы используем передовые станки с ЧПУ, которые легко справляются со сложными формами и мелкими деталями. Наши услуги не ограничиваются только обработкой, но также включают помощь в проектировании, выборе материалов и постобработке, гарантируя, что конечный продукт будет соответствовать конкретным требованиям наших клиентов.

Ключевые особенности услуг Boda по обработке АБС с ЧПУ включают в себя:

• Точное машиностроение: Высокая точность и повторяемость для деталей с жесткими допусками.
• Производство на заказ: Возможность производить детали с учетом уникальных потребностей клиентов.
• Масштабируемость. Услуги подходят как для единичных прототипов, так и для крупносерийного производства.
• Варианты отделки: Различные услуги постобработки, такие как покраска, полировка и пескоструйная обработка, для улучшения внешнего вида и производительности деталей.
• Обеспечение качества: Строгие меры контроля качества, гарантирующие соответствие каждой детали строгим стандартам.
• Консультация эксперта: Доступ к команде экспертов Boda для оптимизации конструкции и консультаций по материалам.
• Быстрый оборот: Эффективные процессы, которые сокращают время от проектирования до поставки.
• Эффективность затрат: Конкурентоспособные ценовые модели, обеспечивающие ценность инвестиций.

Подведение итогов 

ABS CNC Machining объединяет возможности современного производства с исключительными качествами АБС-пластика. Результатом такого слияния являются детали, отвечающие самым высоким стандартам долговечности, функциональности и эстетики. Независимо от того, хотите ли вы создать прототип или произвести большие партии, понимание методов, затрат и преимуществ обработки ABS на станке с ЧПУ имеет первостепенное значение. Выбрав подходящего поставщика услуг, такого как Boda's Metal CNC Milling Services, вы сможете использовать весь потенциал ABS и добиться выдающихся результатов в своем производственном проекте. 

Boda предоставляет Служба обработки АБС для изготовления как прототипов, так и серийных деталей. Наши инженеры и современные станки с ЧПУ могут обрабатывать АБС-пластик, другие конструкционные пластмассы и металлы с высокой точностью для широкого спектра применений.

Если вам нужна услуга изготовления деталей на заказ для вашего проекта по обработке на станках с ЧПУ, то вы всего в нескольких шагах от получения необходимых деталей. Отправьте нам свой дизайн на Получить предложение и завершите его, проконсультировавшись с нашими инженерами, после чего мы немедленно приступим к воплощению его в жизнь.

Часто задаваемые вопросы

Что такое АБС-пластик?

ABS — это универсальный инженерный термопласт, используемый в проектах обработки с ЧПУ, подходящий для разработки прототипов и массового производства.

Что делает ABS подходящим для обработки на станках с ЧПУ?

ABS прочный, стабильный и простой в обработке материал, что делает его идеальным для различных применений на станках с ЧПУ.

Как работает процесс обработки ABS на станке с ЧПУ?

Он включает в себя проектирование в САПР, настройку станков с ЧПУ, механическую обработку детали и постобработку.

Можете ли вы обработать ABS на станке с ЧПУ для любого применения?

Да, ABS можно обрабатывать для широкого спектра применений благодаря его универсальности.

Каковы типичные применения обработки ABS с ЧПУ?

Обработка ABS с ЧПУ имеет важное значение в автомобильной, медицинской, электронной, электротехнической, аэрокосмической, пищевой и многих других отраслях промышленности. Кроме того, он широко применяется при разработке прототипов.

Почему я должен выбрать обработку ABS с ЧПУ вместо литья под давлением?

Использование станков с ЧПУ является быстрым и экономичным. Обработка на станке с ЧПУ позволяет создавать правильные детали из АБС-пластика. Разумно создать Прототип фрезерного станка с ЧПУ деталей из АБС-пластика для анализа технико-экономической целесообразности литья под давлением.

Есть ли какие-либо важные соображения об обработке ABS с ЧПУ?

Да, вы должны обратить внимание на температуру инструмента, материал инструмента, скорость резания, скорость подачи и предполагаемое использование детали из АБС.

Референсы 

1. Техническое описание АБС-нити [PDF]. Извлекаются из https://static.webshopapp.com/shops/098890/files/049030006/abs-filament-datasheet-en.pdf
2. Бантамские инструменты. Поддерживать. Извлекаются из https://support.bantamtools.com/hc/en-us
3. Фатима Сабах.(2019). Анализ отказов материалов из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) и моделирование повреждений. Исследовательские ворота. Извлекаются из https://www.researchgate.net/publication/336517424_Failure_Analysis_of_Acrylonitrile_Butadiene_Styrene_ABS_Materials_and_Damage_Modeling
4. Ирина Турку. (2018). Химическая структура АБС, ПС и ПВХ. В ResearchGate [рис.]. Извлекаются из https://www.researchgate.net/figure/Chemical-structure-of-ABS-PS-and-PVC_fig2_328589758