世界中の企業が、セラミック、木材、複合材など、多様な材料から高品質な部品を作成するためにCNC機械加工を使用しています。金属とプラスチックは大量生産で特に顕著であり、金属はより広い機械加工性という利点を持っています。
機械工は、金属加工における速度、送り、工具の選択を調整することに長けています。しかし、プラスチックの機械加工は、大きな課題を提示する可能性があります。鋼、真鍮、アルミニウム、チタンなどの金属に有効な機械加工方法は、プラスチックでは同じ優れた結果を生み出せないことがよくあります。その結果、仕上げが不十分になり、寸法精度が低下し、最終的に多くの部品が拒否される可能性があります。
したがって、CNC機械加工では、高品質で許容可能な最終製品を確保するために、さまざまな材料の特性と課題に合わせた適切な機械加工戦略を開発することが不可欠です。
工具のチャタリング、摩擦、またはチップ形成の悪さは、プラスチックの表面に傷や跡を引き起こし、表面仕上げに影響を与える可能性があります。これらの欠陥は、見た目が悪いだけでなく、部品の機能と性能にも影響を与える可能性があります。
機械加工中にプラスチックが圧縮または膨張を引き起こす要因は、機械加工後に部品が元の形状に戻ったときに、機械工が正確な公差を満たす能力に影響を与えます。温度変動、機械加工速度、または材料固有の特性に起因する可能性のあるこの寸法変動は、部品が希望の仕様を満たさない結果になる可能性があります。
より柔らかいプラスチックは、指を濡れた粘土に浸すように、チップを形成するのではなく、工具の周りを「流れる」傾向があります。より硬いプラスチックは、端の近くで予測不能に割れ、小さな穴が残ることがあります。
クランププロセス中にプラスチック部品に加わる応力は、弾性変形を引き起こす可能性があります。クランプされた部分が機械加工とクランプ解除後に元の形状に戻ると、プラスチック部品が公差から外れる可能性があります。
プラスチックチップが切削領域からすぐに除去されない場合、ドリルやフライス盤の溝に「付着」する可能性があります。チップ排出の悪さは、切削効率を低下させ、摩擦を引き起こし、周囲のプラスチックの温度を急速に上昇させます。
多くのプラスチックは熱変形温度が低く、特にクランプ、切断、または単に重力の影響下で、急速に軟化し、容易に変形する可能性があります。
ポリマーは、一般的に機械加工される金属よりも著しく大きな熱膨張を経験します。過熱は膨張とそれに続く収縮を引き起こし、公差が達成できなくなる可能性があります。
さまざまなポリマーは、さまざまな溶剤に対する感度が異なり、溶解または膨潤を引き起こします。機械工場は、使用するポリマーの化学的適合性を理解する必要があります。
一部のプラスチックは大量の水を吸収し、膨潤を引き起こします。空気中の湿度も、一部のプラスチックを容量以上に膨潤させる可能性があります。
透明なポリマー（アクリル、ABS、ポリカーボネートなど）は、機械加工後に表面仕上げが粗いままの場合、かすんだり変色したりすることがあります。一部のポリマーは、紫外線への暴露下で劣化することさえあります。
さまざまなプラスチックは、加工中にさまざまな課題を提示する可能性があるため、用途に適したプラスチック材料を選択することが重要です。一部のプラスチックは吸湿率が高く、他のプラスチックは過熱すると有毒ガスを放出する可能性があります。これらの特性を理解することで、加工を最適化し、製品の品質を確保できます。
金属には慣れていてもプラスチックには慣れていない多くの機械工は、機械加工中に動きを防ぐために部品を過剰にクランプする傾向があります。過剰なクランプは、クランプされたプラスチックに跡を残したり、材料にストレスを与え、さまざまな方向に膨張および変形を引き起こす可能性があります。機械加工中に十分な材料が除去されると、部品全体が弱くなったり、クランプ応力によって変形したりすることさえあります。クランプ力を最小限に抑えるには、部品を固定するために必要な最小限の力を使用することをお勧めします。さらに、Delinプラスチックの機械加工専用に設計されたCNC機械加工された治具など、プラスチックワークピースへのストレスを最小限に抑える治具の開発を検討してください。
切れ味の鈍い工具、不適切な切削エッジ角度、または溝の設計でさえ、切削結果に影響を与える可能性があります。適切な切削工具を使用すると、切削速度と効率が大幅に向上するだけでなく、プラスチック表面の傷や溝を回避する高品質の表面仕上げも実現できます。間違った工具を使用すると、チップが切削点に蓄積し、摩擦が増加し、工具周辺の温度が急速に上昇する可能性があります。
最適な切削工具を選択するには、特定のポリマーに最適な結果を判断するために、ある程度の調査と実験が必要になる場合があります。この投資により、加工効率と製品品質が向上し、その後のトリミングと手直しが削減されます。
過度の熱の蓄積は、プラスチックに多くの品質問題を引き起こし、部品のスクラップにつながる可能性があります。したがって、部品を冷却しておくことが重要です。前述のように、間違った切削工具を使用し、チップが切削点に蓄積すると、急速な加熱につながる可能性があります。プラスチックの場合、一般的に、じっくりと熱を蓄積させるのではなく、すばやく切断してから切削点から離れる方が良いです。
一般的に言えば、2つ以上の高圧クーラントジェットで、プラスチックと金型を冷却し、プラスチックの破片をすばやく除去するのに十分です。この冷却対策は、温度を効果的に下げ、スムーズな機械加工プロセスを保証し、最終製品の品質を向上させます。
残念ながら、各プラスチックの動作は大きく異なります。あるプラスチックの切削パラメータと工具は、別のプラスチックでは表面粗さや寸法の一貫性が悪くなる可能性があります。場合によっては、機械工はプラスチックの金型振動に対抗するために切削速度を上げる必要があり、他の場合は、速度を落とすことでより良い結果が得られる場合があります。
精密機械加工されたプラスチック部品を一貫して製造するには、機械工は特定のプラスチックを調査し、実験して、機械加工に対する反応を理解する必要があります。たとえば、YouTubeチャンネルのCNC Machining Giantsは、いくつかの一般的なプラスチックの機械加工に関する役立つヒントを提供しています。この蓄積された知識は、機械加工プロセスを最適化し、製品の品質と一貫性を向上させるのに役立ちます。
この記事で提示されたヒントは、プラスチック加工の課題を克服するために必要なすべての知識を網羅しているわけではありません。各ポリマーはさまざまな要因に非常に敏感であり、高品質の結果を出すには専門的な専門知識が必要です。幸いなことに、Hongsinnの機械工とエンジニアは、さまざまな金属やプラスチックを含む幅広い材料の加工に経験があります。
当社は、高品質のCNC機械加工サービスを提供し、時間通りに予算内で部品を製造するお手伝いをします。当社の専門知識により、スムーズな機械加工プロセスと、お客様のニーズを満たす高品質の製品を確実にお届けできます。
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