Что такое обработка ПВХ на станке с ЧПУ?

Обработка ПВХ (поливинилхлорида) на станке с ЧПУ представляет собой значительный прогресс в обрабатывающей промышленности. Станки с ЧПУ используют инструменты с компьютерным управлением для формирования из ПВХ различных компонентов.". 

Поливинилхлорид, широко известный как ПВХ, является одним из наиболее широко используемых синтетических пластиков. Это универсальный материал с уникальными свойствами, которые делают его ценным в различных отраслях промышленности, от автомобилестроения до здравоохранения. ПВХ известен своей долговечностью, доступностью и устойчивостью к воздействию окружающей среды. Кроме того, ему можно придать жесткую или гибкую форму, что делает его пригодным для широкого спектра применений.

Теперь давайте обсудим обработку ПВХ на станке с ЧПУ. и ее тонкости.

Что такое пластик ПВХ?

Поливинилхлорид, широко известный как ПВХ, является одним из наиболее широко используемых в мире синтетических полимеров. Это тип пластика, изготовленный из мономеров винилхлорида (ВХМ). Впервые ПВХ был синтезирован в 1872 году, но только в 1926 году Уолдо Семон и компания BF Goodrich разработали метод, позволяющий сделать его гибким и пригодным для коммерческого применения.

Листы ПВХ

Структура ПВХ

ПВХ – это термопласт, который может быть размягчен при нагревании и затвердеть при охлаждении. Это свойство позволяет ему придавать различные формы. Молекулярная структура ПВХ состоит из двух атомов углерода, трех атомов водорода и одного атома хлора, расположенных в виниловой структуре. Мономеры винилхлорида полимеризуются с образованием поливинилхлоридной (ПВХ) смолы.

Структура ВК и ПВХ

Процесс полимеризации включает использование катализатора и тепла для инициирования реакции, которая связывает мономеры с образованием полимерной цепи.

• Молекулярная формула: (C2H3Cl) n
• Мономер: Мономер винилхлорида (ВХМ)
• Полимеризация: Процесс соединения мономеров вместе с образованием полимерной цепи.

Производство ПВХ

Производство ПВХ включает в себя следующие этапы:

1. Выставка мономера винилхлорида (ВХМ): Этилен и газообразный хлор объединяются для получения дихлорида этилена (ЭДХ), который затем подвергается крекингу с получением мономера винилхлорида (ВХМ).
2. Полимеризация: ВХМ полимеризуется с образованием ПВХ-смолы. Это можно сделать с помощью различных методов, таких как суспензионная полимеризация, эмульсионная полимеризация или полимеризация в массе.
3. Усугубляет: Смола ПВХ смешивается с другими добавками, такими как стабилизаторы, смазочные материалы, пластификаторы и пигменты, для получения конечного состава ПВХ.
4. Обработка: Затем ПВХ-состав перерабатывается в желаемую форму, например, в листы, трубы или профили, используя различные методы, такие как экструзия, литье под давлением, или выдувное формование.

Кроме того, в ПВХ используются различные добавки, чтобы улучшить его свойства и сделать его пригодным для конкретных применений:

Таблица: Распространенные добавки, используемые в ПВХ

Каковы различные типы ПВХ?

ПВХ – универсальный материал, который можно использовать в CNC-обработка для многих приложений. В основном существует две основные формы ПВХ: жесткий ПВХ (непластифицированный ПВХ или НПВХ) и гибкий ПВХ (пластифицированный ПВХ). Однако их можно разделить на дополнительные категории в зависимости от их свойств и применения.

Жесткий ПВХ (НПВХ)

Жесткий ПВХ, или ПВХ, обладает высокой прочностью на разрыв и исключительной химической стойкостью. Низкое водопоглощение и отличная электроизоляция делают его идеальным для строительства. ПВХ, используемый в трубах, оконных рамах и дверях, также широко распространен в электроизоляции и медицинских устройствах. Его самозатухающие свойства обеспечивают безопасность, что делает его пригодным для использования в контейнерах, трубках и другом медицинском оборудовании.

Гибкий ПВХ

Гибкий ПВХ отличается своей технологичностью и устойчивостью к огню и воде. Он сохраняет хорошую химическую стойкость и электроизоляционные свойства. Этот тип ПВХ популярен в изоляции и оболочке кабелей. 

Хлорированный ПВХ (ХПВХ)

Первое Что такое ХПВХ? Отличается более высокой термостойкостью по сравнению с НПВХ и сохраняет хорошую химическую стойкость. Отличаются его огнестойкостью и механической прочностью. В основном ХПВХ используется в трубах горячей и холодной воды. Он также необходим в промышленных трубопроводных системах и спринклерных системах пожаротушения, демонстрируя свою универсальность.

Ударопрочный ПВХ

Ударопрочный ПВХ – один из самых распространенные материалы для обработки на станках с ЧПУ. Он известен своей устойчивостью к ударам и погодным условиям. Помимо химической стойкости, это надежный выбор. Ударопрочный ПВХ обычно применяется в оконных профилях, вывесках и дисплеях. Этот тип ПВХ также имеет решающее значение в автомобильном секторе, что подчеркивает его широкое применение.

Каковы свойства ПВХ-пластика?

Поливинилхлорид – универсальный материал с широким спектром свойств, позволяющих использовать его в различных целях. Давайте подробно обсудим свойства ПВХ, включая его механические, термические, электрические и химические свойства, с подробной таблицей.

• Предел прочности (МПа): Жесткий ПВХ (НПВХ) имеет более высокую прочность на разрыв (40–80) по сравнению с гибким ПВХ (15–30), что зависит от типа и состава.
• Ударная вязкость (кДж/м²): ПВХ обеспечивает хорошую ударопрочность, усиленную ударопрочным ПВХ. Стандартный ПВХ варьируется от 2 до 20, а гибкие типы — от 2 до 10.
• Прочность на изгиб (МПа): НПВХ демонстрирует более высокую прочность на изгиб (60–90), чем гибкий ПВХ (20–40), в зависимости от типа и состава.
• Твердость (по Шору D): ПВХ тверже и жестче (70–85) из-за отсутствия пластификаторов, а гибкий ПВХ мягче (55–70).
• Относительное удлинение при разрыве (%): ПВХ имеет меньшее удлинение при разрыве (20–50) по сравнению с гибким ПВХ (100–300), что зависит от типа.
• Температура плавления (°C): Температура плавления ПВХ относительно низкая: НПВХ составляет 160–210°C, а гибкий ПВХ – 150–200°C.
• Температура стеклования (°C): Температура стеклования ПВХ составляет около 80°C, что немного ниже для гибкого ПВХ (60-80°С) из-за пластификаторов.
• Тепловое расширение (10^-5/°C): ПВХ имеет низкий коэффициент теплового расширения (НПВХ: 5–8, гибкий ПВХ: 6–9), что обеспечивает стабильность размеров.
• Теплопроводность (Вт/мК): ПВХ, как НПВХ, так и гибкий, обладает низкой теплопроводностью, что делает его эффективным изолятором (НПВХ: 0.16–0.24, гибкий ПВХ: 0.14–0.22).
• Электрические свойства – Диэлектрическая проницаемость: ПВХ имеет низкую диэлектрическую проницаемость (3-4), поэтому подходит для электроизоляции как ПВХ, так и гибкого ПВХ.
• Диэлектрическая прочность (кВ/мм): Высокая диэлектрическая прочность ПВХ (НПВХ: 40–60, гибкий ПВХ: 20–40) позволяет ему выдерживать высокое напряжение без пробоя.
• Объемное сопротивление (Ом.см): Высокое объемное сопротивление ПВХ (НПВХ: 10^15-10^16, гибкий ПВХ: 10^13-10^15) делает его отличным электроизолятором.
• Химическая устойчивость: ПВХ, как НПВХ, так и гибкий, демонстрирует отличную устойчивость к большинству кислот, оснований и солей, но не к ароматическим углеводородам, кетонам и хлорированным растворителям.
• Впитывание воды (%): ПВХ имеет низкое водопоглощение, что делает его пригодным для водостойких применений (НПВХ: 0.1–0.5, гибкий ПВХ: 0.2–0.6).

Источник

ПВХ Рекомендации по обработке с ЧПУ 

Обработка с ЧПУ — это субтрактивный производственный процесс, в котором станки с компьютерным управлением используются для удаления материала с заготовки для создания готовой детали. ПВХ — один из многих материалов, которые можно обрабатывать с помощью станков с ЧПУ. Однако из-за его специфических свойств необходимо учитывать несколько соображений.

Характеристики материала

Во-первых, понимание характеристик материала ПВХ имеет решающее значение для успешной обработки на станках с ЧПУ. ПВХ относительно мягок по сравнению с металлами, но он тверже и менее гибок, чем многие другие пластики. Это влияет на параметры обработки, такие как скорость подачи и скорость резания.

• Жесткий ПВХ (НПВХ) обладает высокой прочностью на разрыв, химической стойкостью, низким водопоглощением, хорошими электроизоляционными свойствами и самозатухающим.
• Гибкий ПВХ обладает хорошей гибкостью, химической стойкостью и электроизоляционными свойствами, а также устойчив к огню и воде.
• Хлорированный ПВХ (ХПВХ) имеет более высокую термостойкость, чем ПВХ, хорошую химическую стойкость, огнестойкость и механическую прочность.
• Ударопрочный ПВХ обладает высокой ударопрочностью, хорошей химической стойкостью и хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям.

Выбор инструмента

Выбор инструмента — еще один важный аспект обработки ПВХ на станках с ЧПУ. Поскольку ПВХ — более мягкий материал, рекомендуется использовать острые инструменты с большим передним углом. Это помогает добиться гладкой поверхности и снижает вероятность плавления или деформации материала во время механической обработки. Кроме того, использование инструментов большего диаметра может помочь минимизировать отклонение инструмента.

Охлаждение и смазка

ПВХ имеет относительно низкую температуру плавления, что делает его чувствительным к перегреву во время механической обработки. Поэтому правильное охлаждение и смазка необходимы для предотвращения плавления или деформации материала. Однако традиционные охлаждающие и смазочные материалы не рекомендуются для обработки ПВХ, поскольку они могут вызвать набухание или разрушение материала. Вместо этого можно использовать сжатый воздух или специальную пластичную смазочно-охлаждающую жидкость для рассеивания тепла, выделяющегося во время обработки.

Скорость подачи и скорость резания

Скорость подачи и скорость резания должны выбираться тщательно, чтобы избежать чрезмерного нагревания и деформации материала. Для обработки ПВХ обычно рекомендуется низкая скорость подачи и высокая скорость резания. Однако всегда желательно выполнить пробный рез, чтобы определить оптимальные параметры для конкретного типа обрабатываемого ПВХ.

Зажим и удержание работы

ПВХ — относительно гибкий материал, особенно в его гибкой форме. Поэтому правильный зажим и фиксация заготовки необходимы для предотвращения перемещения или деформации материала во время обработки. Рекомендуется использовать мягкие губки или приспособления с мягкой подкладкой, чтобы не повредить материал. Также сила зажима должна быть распределена равномерно и не слишком велика, чтобы избежать деформации материала.

Стратегии обработки

При обработке ПВХ на станках с ЧПУ можно использовать различные стратегии обработки. Например, попутное фрезерование можно использовать для улучшения качества поверхности и снижения износа инструмента. Однако, обычное фрезерование в некоторых случаях может быть предпочтительнее, чтобы избежать чрезмерного воздействия на заготовку. Кроме того, использование меньшего шага и большего шага вниз может помочь получить более гладкую поверхность.

Обработка поверхности и постобработка

При правильной обработке ПВХ обычно дает хорошее качество поверхности. Однако если требуется более гладкая поверхность, можно использовать методы последующей обработки, такие как шлифование или полировка. Кроме того, при необходимости ПВХ можно приклеить, сварить или механически закрепить.

Нажмите здесь, чтобы загрузить:  ХПВХ-пластик и его свойства 

Каковы общие инструменты для обработки ПВХ? 

ПВХ – относительно мягкий и простой в обработке материал. Однако важно выбрать подходящие инструменты для обработки ПВХ, чтобы обеспечить хорошее качество поверхности и продлить срок службы инструмента. Вот некоторые распространенные инструменты, используемые для обработки ПВХ:

Инструменты для обработки ПВХ на станках с ЧПУ

• Конец Миллс: Концевые фрезы являются наиболее распространенными режущими инструментами, используемыми при обработке ПВХ. Цельные твердосплавные концевые фрезы рекомендуются для обработки ПВХ, поскольку они обеспечивают лучшую износостойкость и более длительный срок службы инструмента.
• Сверла: Цельные твердосплавные сверла рекомендуются для сверления отверстий в ПВХ, поскольку они обеспечивают лучшую износостойкость и более длительный срок службы инструмента.
• Битовые биты: Фрезы используются для обработки кромок и выравнивания поверхности. Цельнотвердосплавные фрезы рекомендуются для обработки ПВХ, поскольку они обеспечивают лучшую износостойкость и более длительный срок службы инструмента.
• Метчики и плашки: Метчики и плашки используются для нарезания резьбы на деталях из ПВХ. Метчики и матрицы из быстрорежущей стали (HSS) обычно используются для обработки ПВХ, поскольку они обеспечивают хороший баланс между износостойкостью и стоимостью.
• Лезвия пилы: Пильные полотна используются для резки листов и стержней ПВХ. Для обработки ПВХ рекомендуется использовать пилы с твердосплавными напайками, поскольку они обеспечивают лучшую износостойкость и более длительный срок службы инструмента.

Таблица: Общие инструменты для обработки ПВХ

Применение деталей из ПВХ, обработанных на станке с ЧПУ

Деталь из ПВХ, обработанная на станке с ЧПУ

ПВХ, будучи универсальным и экономичным материалом, широко используется в различных отраслях промышленности и сферах применения. Обработка деталей из ПВХ на станке с ЧПУ позволяет быстро и точно производить точные и сложные компоненты. Вот некоторые распространенные области применения деталей из ПВХ, обработанных на станках с ЧПУ:

• Electrical : Благодаря своим превосходным электроизоляционным свойствам ПВХ обычно используется для изготовления электрических кабелепроводов, коробок и изоляции. Обработка на станках с ЧПУ позволяет производить сложные электрические компоненты с высокой точностью.
• Мед: ПВХ используется для изготовления различных медицинских устройств, таких как контейнеры, трубки и другое медицинское оборудование. Обработка на станках с ЧПУ обеспечивает производство медицинских компонентов с жесткими допусками и высокой точностью.
• Автомобильная: ПВХ используется в автомобильной промышленности для изготовления различных компонентов, таких как приборные панели, внутренняя отделка и изоляция кабелей. Детали из ПВХ, обработанные на станке с ЧПУ, обеспечивают высокий уровень точности и постоянства.
• Вывески и дисплеи: ПВХ обычно используется для изготовления вывесок и дисплеев из-за его легкого веса, долговечности и простоты обработки. Обработка на станках с ЧПУ позволяет изготавливать сложные знаки и дисплеи со сложными деталями.
• Промышленные трубопроводные системы: ПВХ широко используется в промышленных трубопроводных системах благодаря своей химической стойкости и долговечности. Детали из ПВХ, обработанные на станках с ЧПУ, используются для труб, клапанов и фитингов.

Сколько стоит обработка ПВХ на станке с ЧПУ?

Стоимость обработки деталей из ПВХ на станках с ЧПУ сильно варьируется в зависимости от нескольких факторов. Прежде всего, значительную роль играют размер и сложность детали. Более крупные или сложные детали требуют больше материала и более длительного времени обработки, что увеличивает затраты. Кроме того, метод обработки (фрезерные с ЧПУ, токарная обработка на станке с ЧПУ или другая техника) также влияет на цену. Различные методы имеют разный уровень эффективности и точности, что влияет как на стоимость, так и на пригодность для конкретных конструкций.

Еще одним важным фактором является требуемый уровень точности. Более высокая точность требует более сложного оборудования и квалифицированной рабочей силы, что может привести к увеличению затрат. Отделка детали из ПВХ, такая как гладкость или текстура, также может повлиять на цену. Более сложные процессы отделки требуют дополнительного времени и ресурсов. Наконец, роль играет количество заказанных деталей. Оптовые заказы часто могут снизить стоимость единицы продукции за счет эффекта масштаба, тогда как индивидуальные или мелкосерийное производство может быть относительно дороже.

Пример реальной оценки затрат

Рассмотрим компанию, которой требуются нестандартные детали из ПВХ для медицинского устройства. Детали имеют цилиндрическую форму диаметром 50 мм и длиной 100 мм. Выбранный метод обработки — прецизионное фрезерование на станке с ЧПУ, требующее высокой степени точности (±0.01 мм) и гладкой поверхности для обеспечения совместимости с другими компонентами устройства.

Разбивка стоимости

• Стоимость материала: Стоимость качественного ПВХ составляет примерно 5 долларов за килограмм. Учитывая размер детали и плотность ПВХ (около 1.38 г/см³), каждая деталь весит примерно 0.3 кг. Таким образом, стоимость материала за деталь составляет около 1.5 доллара.
• Время обработки: Точное фрезерование таких деталей может занять около 30 минут на деталь. Если принять почасовую ставку за работу станка с ЧПУ в размере 40 долларов США, то стоимость обработки одной детали составит 20 долларов США.
• Стоимость установки: Для индивидуального заказа в стоимость установки входит программирование станка с ЧПУ и подготовка инструментов. Эти единовременные затраты могут составлять около 200 долларов США, что при амортизации партии из 1000 деталей добавляет 0.2 доллара США за деталь.
• Стоимость отделки: Гладкая поверхность требует дополнительной обработки, такой как шлифовка и полировка. Это может добавить 2 доллара за деталь.
• Обеспечение качества: Высокоточные детали, особенно медицинского назначения, требуют тщательного контроля качества. Это может добавить еще 4 доллара за деталь.
• Упаковка и доставка: В зависимости от пункта назначения упаковка и доставка могут стоить примерно 2 доллара за деталь.

Суммируя эти затраты, общая сметная стоимость одной детали составит 29.7 долларов США. Однако важно отметить, что затраты могут значительно варьироваться в зависимости от поставщика, географического положения и текущих рыночных условий. Например, услуги по обработке ПВХ с ЧПУ в Китае более рентабельны, чем в США/Европе или других регионах. 

Похожие страницы:: Экономичный подход: шесть способов снизить стоимость производства пластиковых деталей 

Услуги Boda по обработке пластмасс: точность и совершенство

В мире, где пластиковые компоненты играют важную роль в различных отраслях промышленности, выбор поставщика услуг, обладающего опытом и квалификацией для производства высококачественных деталей, имеет первостепенное значение. Компания Boda предлагает специализированные услуги по обработке пластика на станках с ЧПУ, которые удовлетворяют широкий спектр потребностей. Boda может точно обработать деталь в соответствии с вашими спецификациями, будь то ПВХ или любой другой пластиковый материал.

Помимо обработки на станках с ЧПУ, Boda предлагает услуги по сварке пластмасс, литью под давлением, гибке и сборке пластмасс. Это означает, что вы можете получить комплексное решение для ваших потребностей в пластиковых компонентах, от начальной обработки до окончательной сборки. Boda гарантирует, что каждый этап процесса выполняется с соблюдением самых высоких стандартов качества и точности.

Если вам нужны высококачественные, прецизионно обработанные пластиковые компоненты, наш обработка пластика услуги идеальны. Благодаря своему опыту, новейшим технологиям и стремлению к удовлетворению потребностей клиентов компания Boda является партнером, которому вы можете доверять во всех вопросах, связанных с обработкой пластмасс.

Подведение итогов 

Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из наиболее широко используемых пластиков во всем мире благодаря своей универсальности, долговечности и экономичности. Его свойства, такие как высокая прочность на разрыв, химическая стойкость, низкое водопоглощение и хорошие электроизоляционные свойства, делают его пригодным для различных применений: от строительных материалов и электроизоляции до медицинских приборов и автомобильных деталей.

Возможность модификации ПВХ путем добавления пластификаторов, модификаторов ударной вязкости или хлорирования позволяет создавать материалы с индивидуальными свойствами для конкретных применений. Однако крайне важно учитывать воздействие на окружающую среду и проблемы безопасности, связанные с ПВХ, поскольку при горении он выделяет токсичные пары.

В целом, ПВХ является важнейшим материалом, который вносит значительный вклад в различные отрасли промышленности. Особенности его обработки и применения подчеркивают его важность и полезность в современном мире.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое ПВХ?

ПВХ, или поливинилхлорид, представляет собой тип термопласта, получаемого путем полимеризации мономеров винилхлорида.

Какие виды ПВХ существуют?

ПВХ поставляется в двух основных формах: жесткий (НПВХ) и гибкий. ПВХ не содержит пластификаторов, что делает его жестким и прочным, а гибкий ПВХ содержит пластификаторы, которые делают его более гибким и мягким.

Какие свойства у ПВХ?

ПВХ обладает хорошей механической прочностью, химической стойкостью, теплоизоляционными и электроизоляционными свойствами. Он также биосовместим и не поддерживает горение.

Каковы области применения ПВХ?

ПВХ используется в различных областях, включая строительство (трубы, оконные рамы, сайдинг), медицинские устройства (мешки для крови, трубки), электроизоляцию (кабели, трубопроводы) и упаковку (бутылки, упаковка для пищевых продуктов).

Каковы особенности обработки ПВХ на станках с ЧПУ?

Обработка ПВХ на станке с ЧПУ требует особого внимания из-за его низкой температуры плавления, мягкости и потенциального выделения газообразного хлора при нагревании. Крайне важно использовать низкие скорости резания и низкие температуры инструмента, острые инструменты с большими передними углами и малыми углами подъема, а также надлежащую вентиляцию и меры предосторожности.

Как услуги по обработке пластмасс Boda могут помочь мне в обработке ПВХ?

Пластик Пролеан Услуги по обработке предлагает экспертное руководство, современные станки с ЧПУ и квалифицированных технических специалистов для обеспечения точных и высококачественных деталей из ПВХ для вашего применения. Наша команда может посоветовать лучшие методы обработки ПВХ и помочь оптимизировать вашу конструкцию для обеспечения технологичности.

Ресурсы

1. Титоу, Западная Вирджиния (1990). ПВХ-пластики: свойства, обработка и применение. Спрингер Дордрехт. https://doi.org/10.1007/978-94-011-3834-5

2. Материалы АЗО. (2001). Непластифицированный поливинилхлорид – Непластифицированный ПВХ – UPVC. Извлекаются из https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=770